Thành công của hỗ trợ sinh sản (HTSS) hiện tại thường được ghi nhận thông qua kết quả trẻ sinh sống sau điều trị. Tuy vậy, tác động lâu dài của các kỹ thuật hỗ trợ sinh sản đến sức khỏe của trẻ vẫn là chủ đề nghiên cứu cần quan tâm. Bằng chứng từ các nghiên cứu giúp định hướng và kiểm soát việc áp dụng kỹ thuật HTSS hiệu quả và an toàn hơn.  Sức khỏe của trẻ sinh ra từ HTSS có thể bị tác động bởi các yếu tố từ bố mẹ hoặc các kỹ thuật HTSS như kích thích buồng trứng, ICSI, hệ thống môi trường nuôi cấy... Trong đó, môi trường nuôi cấy phôi là yếu tố quan trọng cần quan tâm vì nó tác động trực tiếp lên quá trình phát triển của phôi.

Ở người, một số nghiên cứu đã chứng tỏ môi trường nuôi cấy tác động lên sự phát triển của thai kỳ trong tam cá nguyệt thứ hai (tuần thứ 13-21) [1], cân nặng trẻ lúc mới sinh [2], [3]; cũng như sự phát triển của trẻ lúc 2 tuổi hoặc 9 tuổi …[4], [5].

1. Môi trường nuôi cấy phôi là gì?

Môi trường nuôi cấy là hệ các chất cung cấp chất dinh dưỡng và các yếu tố cần thiết cho sự phát triển của phôi. Trong quá trình phát triển của HTSS, môi trường nuôi cấy phôi cũng đã thay đổi từ dạng đơn giản (chỉ chứa các thành phần muối cơ bản) đến các loại môi trường phức tạp (được bổ sung thêm các hormone tăng trưởng, vitamin…). Trước đây, người ta thường tự pha chế môi trường nuôi cấy. Tuy nhiên, hiện nay việc sử dụng các loại môi trường thương mại đang trở thành thường quy và phổ biến hơn. Có rất nhiều loại môi trường trên thị trường, mỗi loại thường được khuyến cáo để sử dụng cho các giai đoạn khác nhau của quy trình HTSS. Nhìn chung, môi trường nuôi cấy phôi đều chứa các thành phần cơ bản tương tự như: đường, axit amin, protein, ion, hormone tăng trưởng…

2. Sự tác động của môi trường nuôi cấy đến thai kỳ HTSS

Môi trường nuôi cấy cũng tương quan đến sự phát triển bất thường của thai. Nghiên cứu trên động vật hữu nhũ cho thấy môi trường nuôi cấy phôi có liên quan đến hội chứng thai to - LOS. Nguyên nhân là do giảm methyl hóa trong phôi thai dẫn đến tăng biểu hiện thụ thể yếu tố tăng trưởng giống insulin (Insulin-like Growth Factor -2 receptor - IGF2R) gây phát triển quá mức (33). LOS liên quan đến tăng tỉ lệ sẩy thai và sinh non.

Ở người, một nghiên cứu đã chứng tỏ môi trường nuôi cấy còn tác động đến sự phát triển trong tử cung của thai ở tam cá nguyệt thứ hai (12-20 tuần). Nghiên cứu phân tích hình ảnh siêu âm thai ở 8 tuần (n = 290), 12 (n = 83) và 20 tuần (n = 206) và yếu tố hiện diện trong huyết thanh ba tháng đầu thai kỳ: protein PAPP-A (pregnancy-associated plasma protein-A) và β-hCG tự do ở các trường hợp nuôi phôi trong môi trường Vitrolife hoặc Cook. Kết quả cho thấy thai 12 tuần ở nhóm Vitrolife có nồng độ β-hCG cao hơn (MoM±SEM: 1,55 ± 0,19 vs 1,06 ± 0,1; p= 0,031). Chỉ số tăng trưởng của thai 20 tuần so với tuần trước của thai nhóm Vitrolife tăng nhiều hơn so nhóm môi trường Cook (p=0,04); cũng như chu vi đầu lớn hơn (HC), đường kính ngang tiểu não (TCD) của thai 20 tuần nhóm Vitrolife lớn hơn so với thai nhóm Cook (HC: 177,3 mm vs 175,9mm; p= 0.03; TCD: 20,5 mm vs 20,2 mm; p= 0.008) [1].

Theo nghiên cứu mới nhất năm 2020, nhóm các nhà nghiên cứu người Hà Lan đã so sánh mức độ methyl hóa DNA của các vùng bị methyl hóa khác nhau (DMR) liên quan đến gen in dấu cha mẹ trong nhau thai từ thai HTSS nguồn gốc từ các phôi được nuôi cấy trong 2 loại môi trường khác nhau (dịch vòi trứng người (HTF, n=43) hoặc G5 (n=54)) [6]. Chưa phát hiện thấy bất kỳ ảnh hưởng có ý nghĩa thống kê nào của môi trường nuôi cấy phôi đối với mức độ methyl hóa của các gen in dấu trong nhau thai. Qua đó chưa kiểm chứng được giả thuyết cơ chế phân tử trung gian ảnh hưởng môi trường nuôi cấy đối với sự mang thai, lúc sinh và phát triển của trẻ IVF thông qua methyl hoá gen in dấu nhau thai. Rất cần nhiều nghiên cứu các cơ chế phân tử này với cỡ mẫu lớn hơn.

3. Sự tác động của môi trường nuôi cấy đến sức khoẻ của trẻ sinh ra sau HTSS

Môi trường nuôi cấy phôi là yếu tố có thể ảnh hưởng cân nặng trẻ lúc mới sinh (BW) [2], [3]. Theo nghiên cứu tổng quan năm 2015, phân tích 11 nghiên cứu hồi cứu và nghiên cứu tiến cứu ngẫu nhiên về sự ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy phôi đến BW, có 5 nghiên cứu thể hiện sự khác biệt BW của các trẻ sinh ra từ phôi được nuôi trong môi trường nuôi cấy khác nhau (môi trường ISM1 vs G1: 3030±70g vs 2666±80g; p=0,001). Tuy nhiên, phân tích kết quả cộng gộp của tất cả các nghiên cứu thì không tìm thấy sự khác nhau của BW của trẻ sinh ra khi thay đổi môi trường nuôi cấy phôi [2]. Đến năm 2016, nghiên cứu RCT đa trung tâm đầu tiên xác định tiềm năng môi trường nuôi cấy ảnh hưởng đến BW. BW trung bình ở nhóm nuôi phôi trong môi trường G5 thấp hơn nhóm nuôi phôi trong môi trường HTF (3299±46g vs 3480±44g; p=0,005) [3].

Hơn nữa, một số nghiên cứu còn thấy ảnh hưởng của môi trường nuôi cấy phôi đến cân nặng và sự phát triển của trẻ HTSS lúc lớn. Nghiên cứu được tiến hành trên 2 nhóm phôi nuôi cấy trong môi trường Vitrolife (n=715) và Cook (n=717) để so sánh cân nặng của 2 nhóm trẻ HTSS lúc 2 tuổi. Cân nặng, chiều cao, chu vi đầu của trẻ lúc 1, 2, 3, 4, 6, 7,5, 9, 11, 14, 18 và 24 tháng tuổi được ghi nhận. Trẻ sinh ra từ phôi nuôi cấy trong môi trường Vitrolife ở các tháng tuổi trong 2 năm tuổi đầu đều nặng hơn so với nhóm môi trường Cook (p < 0,05). Chiều cao của trẻ ở nhóm Vitrolife vào 1, 3, 4, 6, 9, 14 và 24 tháng tuổi cao hơn nhóm Cook, còn các tháng tuổi kia không khác biệt. Chu vi đầu giống nhau ở 2 nhóm trong các tháng tuổi [4].

Nghiên cứu mới nhất năm 2018 tiến hành so sánh 2 nhóm trẻ HTSS lúc 9 tuổi trên phôi nuôi cấy trong môi trường Vitrolife và Cook. Kết quả cho thấy trẻ sinh ra từ phôi nuôi cấy trong môi trường Vitrolife có thể có chuyển hóa và phát triển khác so với môi trường Cook. Trẻ ở nhóm Vitrolife lúc 9 tuổi nặng hơn, chỉ số Waist/Hip cao hơn, BMI cao hơn, vòng bụng lớn hơn, chỉ số béo phì kiểu bụng cao hơn, nhưng chiều cao không khác biệt so với nhóm môi trường Cook. Đồng thời, nghiên cứu còn cho thấy không có sự khác biệt đáng kể về sự phát triển tim mạch của 2 nhóm trẻ có nguồn gốc từ 2 nhóm phôi nuôi trong 2 môi trường Vitrolife và Cook về huyết áp tâm thất (adj. beta: 0,364  [ 95% CI: −2,129 - 2,856]; p=0,773), huyết áp tâm thu (adj. beta: 0,275 [95% CI: −2,105- 2,654], p=0,82) và các chỉ số nồng độ glucose trong máu (adj. beta: - 0,048 [−0,181 – 0,085], p=0,472), nồng độ tổng cholesterol trong máu (adj. beta: 0,139 [−0,141- 0,418], p = 0,328), nồng độ insulin trong máu (adj. beta: −6,340 [−20,278 - 7,598], p=0,369) [5].

Bên cạnh đó, các dữ liệu báo cáo về sự phát triển nhận thức của trẻ sinh ra từ HTSS vẫn còn mâu thuẫn. Nghiên cứu duy nhất báo cáo về sự phát triển hành vi và nhận thức trẻ từ lúc mới sinh đến 5 tuổi cho thấy sự khác biệt đáng kể giữa hai nhóm môi trường nuôi cấy [7]. Theo nghiên cứu mới nhất năm 2018, nhận thức của trẻ lúc 9 tuổi (qua thành tích học tập) không bị ảnh hưởng bởi môi trường nuôi cấy [8]. Mặc dù chưa nghiên cứu sâu hơn về các kỹ năng học tập dài hạn và cả về hành vi, nhưng kết quả của nghiên cứu này sẽ khiến cha mẹ của những đứa trẻ được sinh ra sau HTSS yên tâm với sự phát triển nhận thức của chúng.

4. Kết luận

Môi trường nuôi cấy phôi không chỉ cung cấp dưỡng chất, điều kiện cần thiết cho sự phát triển của phôi trong giai đoạn phôi tiền làm tổ mà có thể còn tác động lâu dài đến sự phát triển của thai, sức khỏe của trẻ sinh ra sau HTSS. Môi trường nuôi cấy phôi nhân tạo áp dụng trong HTSS cũng có thể gây ra các biến đổi liên quan thượng di truyền, tác động đến sự biểu hiện gen của phôi thai. Điều này có thể gây biến động về tiến trình phát triển của phôi thai cũng như thể chất của trẻ sau sinh. Vì vậy, tác động của môi trường nuôi cấy phôi đối với sự phát triển và sức khỏe trẻ sinh sau HTSS vẫn còn là chủ đề cần nghiên cứu nhiều hơn nhằm đảm bảo các can thiệp trong HTSS hiệu quả và an toàn.

Tài liệu tham khảo
[1]      E. C. M. Nelissen et al., “IVF culture medium affects human intrauterine growth as early as the second trimester of pregnancy,” Hum. Reprod., 2013.
[2]      H. Zandstra et al., “Does the type of culture medium used influence birthweight of children born after IVF?,” Hum. Reprod., 2015.
[3]      S. H. M. Kleijkers et al., “Influence of embryo culture medium ( G5 and HTF ) on pregnancy and perinatal outcome after IVF : a multicenter RCT,” Hum. Reprod., 2016.
[4]      S. H. M. Kleijkers et al., “IVF culture medium affects post-natal weight in humans during the first 2 years of life,” Hum. Reprod., 2014.
[5]      H. Zandstra et al., “Association of culture medium with growth, weight and cardiovascular development of IVF children at the age of 9 years,” Hum. Reprod., 2018.
[6]      C. L. Mulder et al., “Comparison of DNA methylation patterns of parentally imprinted genes in placenta derived from IVF conceptions in two different culture media,” Hum. Reprod., 2020.
[7]      C. Bouillon et al., “Does embryo culture medium influence the health and development of children born after in vitro fertilization?,” PLoS One, 2016.
[8]      H. Zandstra et al., “No effect of IVF culture medium on cognitive development of 9-year-old children,” Human Reproduction Open, 2018.
 

Từ khóa: Môi trường nuôi cấy phôi đối với sự phát triển của trẻ sinh ra sau hỗ trợ sinh sản