CNSH. Nguyễn Duy Khang – IVF Vạn Hạnh
 
1. Giới thiệu
Trong IVF cổ điển, quá trình thụ tinh diễn ra “tự nhiên”. Tinh trùng di chuyển qua màng trong suốt (ZP) để thụ tinh với noãn. Với ICSI, tinh trùng do chuyên viên phôi học lựa chọn được tiêm vào bên trong tế bào chất của noãn, bỏ qua quá trình liên kết/lựa chọn với ZP và quá trình hòa màng của giao tử. Bằng cách thúc đẩy quá trình thụ tinh, ICSI bỏ qua một số nguyên nhân lâm sàng/sinh học có thể ngăn cản quá trình tạo phôi.
 
2. So sánh quá trình thụ tinh giữa IVF và ICSI
Trong IVF cổ điển, phức hợp noãn-cumulus-corona được bao quanh bởi tinh trùng di động, trải qua phản ứng acrosome, giải phóng enzyme hyaluronidase để xâm nhập vào phức hợp cumulus-corona và đến ZP. Sau đó, đầu tinh trùng liên kết với glyco-protein ZP3 và tiếp tục di chuyển qua ZP đến khoang quanh noãn. Đầu tinh trùng tiếp xúc vi nhung mao xung quanh noãn, cả hai giao tử hòa màng với nhau. Ngay sau đó, ion calcium từ các túi dưới màng tế bào của noãn được giải phóng và khóa sự xâm nhập của tinh trùng thông qua quá trình khử cực. Ngoài việc ngăn đa thụ tinh, việc giải phóng Ca²⁺ kích thích sự hô hấp và trao đổi chất của noãn thông qua tăng pH nội bào và trao đổi oxy.
 
Trong ICSI, tinh trùng được tiêm trực tiếp vào tế bào chất của noãn sau khi bị bất động. Bất động là một vi thao tác cần thiết giúp màng tinh trùng có tính thấm và cho phép giải phóng “các yếu tố trong tế bào chất của tinh trùng” cần thiết cho quá trình hoạt hóa noãn. Sau khi tiêm tinh trùng, có thể quan sát thấy sự khử cực màng tế bào noãn do Ca²⁺ được giải phóng từ các túi calci.
 
3. ICSI có làm thay đổi sự phát triển phôi hay không? So sánh với IVF cổ điển
ICSI giúp tăng tỷ lệ thụ tinh so với IVF cổ điển (80% ở ICSI so với 75% ở IVF). Trong các nghiên cứu, chu kỳ tế bào (cc2, cc3) và sự đồng bộ của quá trình phân chia tế bào (s2, s3) vẫn không đổi theo phương pháp thụ tinh. Do đó, ICSI không làm thay đổi động học phôi. Tỷ lệ phôi nguyên bội, lệch bội và khảm tương tự nhau ở phôi nang có nguồn gốc từ IVF cổ điển hoặc ICSI ở các cặp vợ chồng có tinh trùng bình thường.
 
4. Ảnh hưởng của tinh trùng lên sự phát triển phôi
     4.1. Thông số tinh dịch đồ
Trong ICSI, việc tiêm tinh trùng bất thường về mặt hình thái có thể dẫn đến giảm tỷ lệ thụ tinh và làm tổ. Trong IMSI, thể tích không bào tăng có liên quan đến tỷ lệ phôi nang giảm, phôi chậm phát triển. Không bào ở đầu tinh trùng là dấu hiệu của sai sót trong việc đóng gói DNA, cấu trúc protamine và phân mảnh DNA tinh trùng.
ICSI là giải pháp duy nhất cho tinh trùng đầu tròn (globozoospermia). Tinh trùng dị dạng làm giảm đáng kể tỷ lệ sống và tỷ lệ thụ tinh. Tinh trùng ít, yếu, dị dạng có mối tương quan đến sự chậm phát triển giai đoạn phôi 4 và 5 tế bào.
 
     4.2. DNA tinh trùng
Phân mảnh DNA tinh trùng thấp có thể được sửa chữa bởi noãn. Tuy nhiên, phân mảnh DNA cao có liên quan đến phôi chậm phát triển, tỷ lệ tạo phôi nang và mang thai thấp. Tuổi của cha trên 50 có liên quan đến DNA bị tổn thương, tỷ lệ phôi nang thấp hơn và số lượng phôi lệch bội cao hơn đáng kể.
 
Mất đoạn Yq11 trên nhiễm sắc thể Y tại các vị trí cụ thể AZFa, AZFb và AZFc, gây ra tình trạng vô sinh, tỷ lệ thụ tinh thấp hơn nhưng sự phát triển phôi tương tự.
Ở những bệnh nhân vô tinh do đột biến xơ nang và các cặp vợ chồng mang gene bệnh di truyền cụ thể, không có nghiên cứu nào chứng minh mối tương quan giữa đặc điểm di truyền với sự phát triển và động học của phôi.
 
     4.3. RNA tinh trùng
Bằng chứng mới nổi đã đề cập đến vai trò của RNA tinh trùng trong quá trình phát triển phôi sớm và động học phôi. Một số RNA tinh trùng có thể là tác nhân gây vô sinh ở nam. Các RNA không mã hóa hình thành trong quá trình vận chuyển qua mào tinh đóng vai trò trong quá trình hình thành phôi. Về động học phôi, miRNA ảnh hưởng đến sự phát triển từ giai đoạn phôi 2 tế bào lên 5 tế bào và tỷ lệ phôi tốt.
 
     4.4. Di truyền biểu sinh của tinh trùng
Trong bộ gene tinh trùng, ở những gene không trải qua quá trình chuyển đổi histone-protamine, protein histone sẽ trải qua các sửa đổi hóa học chẳng hạn như metyl hóa, acety hóa, phosphoryl hóa và ubiquitin hóa. Dữ liệu cho thấy rằng các yếu tố biểu sinh này có thể ảnh hưởng đến điều hòa phiên mã trong phôi và ảnh hưởng đến sự phát triển phôi sớm. Hơn nữa, những thay đổi trong cấu trúc chất nhiễm sắc chuyên biệt cao này có thể liên quan đến vô sinh ở nam giới (tinh trùng ít, yếu và dị dạng).
 
     4.5. Nguồn tinh trùng
Tinh trùng được sử dụng trong ICSI có thể được thu nhận từ thủ thuật. Tỷ lệ thụ tinh cao hơn đối với tinh trùng từ mẫu xuất tinh, tiếp theo là mẫu thu từ mào tinh và sau đó là mẫu tinh hoàn. Tinh trùng thu được từ tinh hoàn có thời gian giải phóng thể cực thứ hai sớm hơn, phôi phân chia nhanh hơn. Đối với tinh trùng thu nhận từ mào tinh, động học phôi giống với tinh trùng từ mẫu xuất tinh. Tuy nhiên, quá trình phát triển phôi nang chậm hơn so với tinh trùng từ tinh hoàn và mẫu xuất tinh. Nguyên nhân do ở tinh hoàn, DNA chưa được nén chặt, noãn không cần thay thế protamine bằng histon hoặc sửa chữa phân mảnh DNA tinh trùng. Ngoài ra, đối với tinh trùng thu nhận từ mào tinh, quá trình trưởng thành phân tử không hoàn chỉnh dẫn đến sự phát triển phôi kém và kết quả ICSI thấp hơn so với tinh trùng xuất tinh.
 
     4.6. Tinh trùng đông lạnh
Mặc dù đông lạnh làm giảm hàm lượng mRNA của tinh trùng, phôi từ tinh trùng được đông lạnh có sự phát triển và động học tương đương so với phôi từ tinh trùng tươi. Đông lạnh tinh trùng từ mào tinh hay tinh hoàn không ảnh hưởng đến kết quả ICSI và sự phát triển của phôi so với mẫu tươi.
 
     4.7. Nguyên nhân khác
Các nguyên nhân khác từ tinh trùng có thể ảnh hưởng đến sự phát triển và động học phôi như mức độ gốc oxy hóa tự do cao trong tinh dịch, sự dư thừa protein tinh trùng.
 
5. Kết luận
Tinh trùng góp phần vào sự phát triển của phôi. Sự phát triển trong tương lai của các công cụ chẩn đoán cấu trúc của tinh trùng không xâm lấn nhằm đánh giá cấu trúc sinh hóa và hàm lượng DNA/RNA trước khi tiêm giúp hiểu rõ về quá trình sinh tinh, cũng như nguyên nhân gây vô sinh.
 
Nguồn: Chamayou, S., Giacone, F., Cannarella, R., & Guglielmino, A. (2023). What does intracytoplasmic sperm injection change in embryonic development? The spermatozoon contribution. Journal of Clinical Medicine, 12(2), 671.

Từ khóa: Sự phát triển phôi, động học phôi, thượng di truyền, ICSI, IMSI, yếu tố nam, vô sinh nam, tinh trùng, phân mảnh DNA tinh trùng, time-lapse