ThS. Võ Như Thanh Trúc – Chuyên viên phôi học – IVFAS

Giới thiệu
Tiền sản giật (TSG), một bệnh lý trong thai kỳ với triệu chứng chính là tăng huyết áp mới mắc và đạm niệu sau 20 tuần tuổi thai, là nguyên nhân hàng đầu gây tử vong ở cả mẹ và thai nhi, và tỷ lệ mắc bệnh liên tục tăng cao trên toàn thế giới. Điều đáng chú ý là 10% trường hợp TSG dẫn đến tử vong chu sinh, 15% dẫn đến sinh non và 50% dẫn đến hạn chế sự phát triển của thai nhi. Ngày nay, người ta đã chấp nhận rộng rãi TSG là một bệnh lý liên quan đến nhau thai, và lý thuyết hai giai đoạn về cơ chế bệnh sinh của TSG phần lớn đã được công nhận.
 
Aromatase (CYP19A1), một trong những enzyme cytochrome P450, có thể được tìm thấy rộng rãi trong hệ thần kinh trung ương, nhau thai, buồng trứng và các mô khác, chịu trách nhiệm chuyển androgen thành estrogen. Khi không mang thai, hầu hết nội tiết tố androgen và estrogen của phụ nữ đến từ buồng trứng và tuyến thượng thận. Tuy nhiên, trong thời kỳ mang thai, nhau thai thay thế buồng trứng và tuyến thượng thận, trở thành vị trí chính để sản xuất estrogen và do đó cũng trở thành vị trí hoạt động tích cực nhất cho sự biểu hiện của aromatase. Kết quả là vào cuối thai kỳ, nồng độ estriol trong máu cao gấp 1000 lần so với ở phụ nữ không mang thai, trong khi estradiol và estrone cao gấp 100 lần.
 
Nhiều nghiên cứu cho rằng biểu hiện bất thường của aromatase ở phụ nữ có liên quan đến sự xuất hiện của nhiều loại bệnh. Hoạt động của aromatase được điều hòa tăng biểu hiện ở những bệnh nhân bị ung thư nội mạc tử cung, lạc nội mạc tử cung, u xơ cơ tử cung và ung thư vú, trong khi nó được điều hòa giảm biểu hiện ở những bệnh nhân mắc hội chứng buồng trứng đa nang. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng nồng độ testosterone và androstenedione trong tuần hoàn tăng ở phụ nữ mang thai bị TSG so với phụ nữ có thai kỳ khỏe mạnh, trong khi estradiol giảm đáng kể. Hơn nữa, biểu hiện aromatase trong nhau thai của bệnh nhân TSG thấp hơn đáng kể so với phụ nữ mang thai bình thường. Những phát hiện này cho thấy rằng, khi aromatase trong nhau thai và việc sản xuất hormone thay đổi, nó có thể sẽ gây ra những thay đổi bệnh lý trong TSG. Tuy nhiên, cả những thay đổi bệnh lý cũng như cơ chế điều chỉnh của aromatase đều không được báo cáo ở bệnh nhân TSG.
 
Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả xác minh mức độ biểu hiện của aromatase và hormone steroid trong TSG, đồng thời khám phá nguyên nhân điều hòa giảm biểu hiện aromatase trong giai đoạn tiền lâm sàng. Ngoài ra, nghiên cứu còn khám phá cơ chế tác động xuôi dòng của aromatase trong quá trình sinh bệnh của TSG.
 
Phương pháp nghiên cứu
Thu nhận mẫu
Các mẫu sinh thiết nhau thai và mẫu máu được thu nhận từ 20 thai phụ khoẻ mạnh và 20 thai phụ bắt đầu khởi phát các triệu chứng TSG, ở các tuổi thai dao động từ tuần thứ 29 – 40. Các mẫu nhau thai được thu nhận ngay sau khi mổ lấy thai, sau đó được xử lý và lưu trữ ở điều kiện âm sâu cho các phân tích trong nghiên cứu.
 
Phân lập RNA và đo lường mức độ biểu hiện của gene CYP19a1
RNA được phân lập từ mẫu mô nhau thai đã sinh thiết bằng phương pháp tách chiết sử dụng TRIzol. Mức độ biểu hiện gene CYP19a1 được đo lường bằng định lượng mRNA của gene này bằng phương pháp droplet digital PCR.
 
Đo lường nồng độ hormone sinh dục
Nồng độ các hormone estradiol và testosterone được đo lường trên mẫu máu thai phụ dựa trên các hướng dẫn cụ thể bởi nhà sản xuất kit.
 
Nuôi cấy tế bào
Các tế bào có nguồn gốc từ nguyên bào nuôi phôi được nuôi cấy từ các dòng tế bào chuẩn mua từ ATCC, để đánh giá các chức năng của nguyên bào nuôi phôi trong điều kiện bình thường và điều kiện nuôi cấy thiếu oxy để đánh giá tình trạng thiếu hụt aromatase. Bên cạnh đó, các thí nghiệm in vitro cũng được thực hiện để đánh giá tình trạng apoptosis cũng như khả năng di chuyển và khả năng xâm lấn của các tế bào có nguồn gốc từ nguyên bào nuôi phôi này giữa các nghiệm thức khác nhau.
 
Mô hình động vật
Nghiên cứu sử dụng mô hình chuột để thiết lập mô hình thiếu oxy do thiếu máu cục bộ nhau thai nhằm phát hiện các thay đổi trong lượng aromatase sản sinh ra trong các mô hình chuột này.
 
Nghiên cứu cũng thiết kế mô hình chuột thiếu hụt aromatase trong suốt thai kì theo hai nghiệm thức khác nhau: (1) tạo ra các cá thể chuột knockout 1 allele trên gene Cyp19a1, mô hình chuột Cyp19a1(+/-); (2) mô hình chuột mang thai bình thường được bổ sung các chất ức chế aromatase qua dạ dày.
 
Các mô nhau thai thu nhận từ các mô hình động vật này sẽ được sử dụng để thu nhận RNA cho phân tích RT-PCR nhằm đánh giá mức độ biểu hiện của gene Cyp19a1, phân tích Western blot, các xét nghiệm đánh giá thành phần và nồng độ các cytokine, và phân tích kháng thể phosphor-protein.
 
Kết quả
Aromatase biểu hiện trong nhau thai thấp ở bệnh nhân TSG
Bằng phương pháp digital droplet PCR, kết quả cho thấy biểu hiện aromatase được tìm thấy ở nhau thai TSG tương đối thấp hơn so với nhau thai bình thường. Nồng độ testosterone trong huyết thanh ở bệnh nhân TSG cao hơn đáng kể so với phụ nữ mang thai bình thường ở cùng tuần thai, trong khi mức estradiol thấp hơn đáng kể.
 
Những kết quả này cho thấy sự điều hòa giảm biểu hiện aromatase gây ra sự tích tụ của testosterone (hormone tiền thân của aromatase) và sự suy giảm nồng độ estradiol (chất chuyển hóa của aromatase) trong tuần hoàn máu của bệnh nhân TSG.
 
Thiếu máu cục bộ và thiếu oxy gây ra sự điều hòa giảm biểu hiện aromatase
Phân tích qRT-PCR cho thấy mức độ biểu hiện mRNA của aromatase giảm sâu trong điều kiện thiếu oxy. Trong khi đó, phân tích bằng Western blot cho thấy so với nhóm tế bào nuôi cấy bình thường, sự biểu hiện của aromatase đã giảm đáng kể sau khi tiếp xúc với 3% O₂ trong khoảng thời gian 48 giờ.
 
Nghiên cứu đã sử dụng mô hình chuột mang thai thiếu máu cục bộ nhau thai nhằm xác nhận rằng mức độ biểu hiện của aromatase trong nhau thai thấp hơn đáng kể trong cơ thể sau khi gây thiếu máu cục bộ tử cung-nhau thai, so với ở nhau thai của chuột không bị can thiệp. Phân tích Western blot cho thấy sự biểu hiện của aromatase thấp hơn đáng kể trong trường hợp thiếu máu cục bộ tử cung-nhau thai, phù hợp với kết quả của qRT-PCR. Những kết quả này chỉ ra rằng sự thiếu máu cục bộ ở nhau thai và các hiện tượng thiếu oxy có thể làm giảm sự biểu hiện của aromatase nhau thai.
 
Các triệu chứng giống TSG xuất hiện sau khi biểu hiện của aromatase giảm hoặc bị ức chế ở chuột mang thai
Nhóm tác giả sử dụng hai mô hình động vật để đánh giá những tình trạng bệnh lý có thể gây ra do sự điều hòa giảm aromatase trong thời kì mang thai và quan sát thấy một loạt các triệu chứng giống TSG. Những tình trạng bệnh lý được ghi nhận qua các thí nghiệm bao gồm: (1) huyết áp tăng; (2) tỷ lệ albumin / creatinine trong nước tiểu tăng; (3) trọng lượng thai thấp hơn đáng kể so với nhóm đối chứng có cùng tuổi thai; (4) trong nhóm thí nghiệm, máu rỉ cục bộ trong tử cung, các bộ phận của bào thai chuột ngừng phát triển, tim to ra, và quan sát thấy một lượng lớn chất béo tích tụ trong khoang bụng; (5) cầu thận to, sưng nội mô lan tỏa, xơ hóa mô kẽ; (6) nồng độ TNF-α và IL-6 tăng trong huyết thanh nhóm chuột thí nghiệm.
 
Nhóm nghiên cứu đã xây dựng một mô hình nguyên bào nuôi với sự biểu hiện thấp của aromatase bởi lentivirus để nghiên cứu những thay đổi về bệnh lý và chức năng trong ống nghiệm. Kết quả cho thấy về quá trình apoptosis của tế bào, tỷ lệ tế bào chết theo nhóm HTR-8 / SVneo knock-out CYP19A1 tăng 16,22% so với nhóm chứng. Kết quả được xác nhận thêm bằng cách phát hiện các protein đặc trưng cho quá trình apoptosis, cho thấy biểu hiện của MMP-2, MMP-9 và Caspase 3 đã tăng lên đáng kể. Mức TNF-a, IL-6 và IL-8 cũng tăng và được xác nhận thêm các xét nghiệm Cytokine.
 
Điều hòa giảm biểu hiện của aromatase ảnh hưởng đến con đường tín hiệu PI3K-Akt
Sử dụng tế bào HTR-8 / SVneo knock-out CYP19A1 và thực hiện phân tích microarray cho thấy có sự phiên mã của pPI3K p85 (Tyr607), pAkt1 (Ser473), pAkt2 (Ser474), pIKK-c (Ser31), pIKK a / b (Ser180 / 181), pIKK-b (Tyr188) và pIKK-b (Tyr199), tuy nhiên không làm thay đổi tổng nồng độ protein tương ứng. Ngoài ra còn nhận thấy con đường tín hiệu PI3K-Akt có liên quan đến việc thúc đẩy quá trình apoptosis và cơ chế gây viêm do điều hòa giảm aromatase trong trường hợp TSG.
 
Kết luận
TSG là một hội chứng thai nghén toàn thân, đặc trưng bởi triệu chứng tăng huyết áp và protein niệu. Các bằng chứng gần đây cho thấy tỷ lệ TSG ngày càng tăng. Mặc dù đã có ý kiến ​​cho rằng sự hình thành nhau thai bất thường sẽ dẫn đến TSG, cơ chế cụ thể cho sự phát triển của nó vẫn chưa được làm sáng tỏ đầy đủ. Kết quả của nghiên cứu này cho thấy mức độ biểu hiện của aromatase trong nhau thai ở bệnh nhân TSG tương đối thấp và kèm theo đó là sự mất cân bằng nồng độ hormone giới tính. Các nghiên cứu trên mô hình động vật trong nghiên cứu này cũng chỉ ra rằng tình trạng thiếu máu cục bộ và thiếu oxy có thể dẫn đến giảm biểu hiện CYP19A1 và từ đó xuất hiện các triệu chứng tương tự TSG. Hiện tượng tương tự cũng được ghi nhận ở các mô hình chuột sau khi chủ động làm giảm biểu hiện hoặc ức chế biểu hiện gene này. Hơn nữa, với sự điều hoà của CYP19A1, khả năng xâm nhập và di chuyển của các nguyên bào nuôi phôi được tăng cường, có lợi cho quá trình xâm lấn vào nội mạc tử cung trong quá trình làm tổ. Tuy nhiên, các phân tích trong nghiên cứu cho thấy quá trình apoptosis và phản ứng viêm cũng tăng lên, có thể gây bất lợi cho sự phát triển của nhau thai. Qua các kết quả này, chúng ta có thể thấy rằng aromatase có vai trò kép trong cơ chế bệnh sinh của bệnh lý TSG và chúng ta có thể sử dụng mRNA của gene CYP19A1 như một marker nhằm dự đoán nguy cơ TSG để có thể phát hiện và nắm rõ vai trò của con đường tín hiệu PI3K/AKT có thể giúp chúng ta tìm ra phương pháp điều trị sớm nguy cơ TSG, từ đó có thể hạn chế các tác hại của TSG đến sức khoẻ của sản phụ và trẻ sơ sinh.
 
Nguồn: Dawei Zhu, Jie Huang, Xing Gu, Li Li, Jian Han, Downregulation of aromatase plays a dual role in preeclampsia, Molecular Human Reproduction, Volume 27, Issue 4, April 2021, gaab013, https://doi.org/10.1093/molehr/gaab013

Từ khóa: aromatase, tiền sản giật, điều hoà biểu hiện, nhau thai