Khi đông lạnh, nước di chuyển qua màng tế bào theo từng giai đoạn trong quá trình đông lạnh, kéo theo nhiều ảnh hưởng khác lên tế bào (giảm thể tích, áp suất thẩm thấu, nồng độ chất tan trong tế bào,...) và gây tổn thương nếu không kiểm soát chặt chẽ quy trình. Những phân tử của chất bảo quản đông lạnh (CPA) ngoại bào có kích thước lớn bao quanh màng tế bào, làm thành một rào cản hạn chế sự di chuyển của nước, từ đó tránh được sự thay đổi quá mức thể tích tế bào. Do đó, hiện nay trong thành phần của môi trường đông lạnh, người ta thường sử dụng một số CPA nội bào như Ethylene Glycol, DMSO, PrOH kết hợp với CPA ngoại bào như sucrose, trehalose, ... để giúp tăng hiệu quả bảo vệ sau quá trình trữ đông. Tuy nhiên, có nhiều loại CPA ngoại bào được sử dụng, nhưng hiệu quả và tác động của chúng chưa được so sánh chuyên sâu. Vì vậy, Schulz và cộng sự (2017) thực hiện một nghiên cứu nhằm mục đích so sánh hiệu quả đông lạnh của hai loại CPA ngoại bào là trehalose và sucrose lên khả năng di động của tinh trùng sau quá trình thủy tinh hóa.

Nghiên cứu được tiến hành trên mẫu tinh trùng của những tình nguyện viên nam khỏe mạnh ≥ 18 tuổi. Mẫu được thu nhận sau khi kiêng xuất tinh 2-5 ngày và để ở 37°C trong 30-60 phút đến khi hóa lỏng để phân tích. Tất cả các phương pháp đánh giá và chuẩn bị tinh trùng đều tuân thủ theo quy định của WHO (2010). Sau đó, tinh trùng sẽ được lọc rửa bằng phương pháp bơi lên (swim-up) và đông lạnh thủy tinh hóa theo phương pháp của Sanchez và cộng sự (2012), với sự thay đổi của sucrose, trehalose lần lượt là 0.25M sucrose, 0.05M trehalose, 0.1M trehalose. Cuối cùng đánh giá khả năng di động và tính toàn vẹn của màng tinh trùng trong 12 giờ sau rã đông.

Kết quả thu được như sau:

• Khả năng di động của tinh trùng sau rã đông ở nhóm 0.1M trehalose (68.9%) cao hơn có ý nghĩa thống kê so với hai nhóm 0.05M trehalose (59.9%, P<0.0081) và 0.25M sucrose (57.9%, P<0.0002). Đồng thời, ở 6h và 12h sau rã đông kết quả cũng tương tự như trên với các nhóm lần lượt là 0.1M trehalose (58.0% và 42.3%); 0.05M trehalose (49.6% và 36.8%, P<0.05); 0,25M sucrose (43.6% và 32.0%, P<0.05).
• Tính toàn vẹn màng tinh trùng sau thử nghiệm HOST cho thấy nhóm 0.1M trehalose (70.2%) có tỷ lệ cao hơn so với hai nhóm còn lại (64.2% và 58.7%) (P<0.05). Và kết quả này không thay đổi trong các mốc thời gian khảo sát, cũng như sự suy giảm sau 12h không có sự khác biệt đáng kể ở từng nhóm (P>0.05).
• Độ thẩm thấu trong môi trường thủy tinh hóa của các nhóm 0.05M trehalose, 0.1M trehalose, 0.25M sucrose lần lượt là 201 mOsm / L; 251 mOsm / L; 396 mOsm / L

Từ kết quả nghiên cứu cho thấy, Trehalose sử dụng ở nồng độ 0.1M trong môi trường thủy tinh hóa sẽ đạt hiệu quả cao trong bảo vệ toàn vẹn màng tinh trùng, cũng như khả năng di động tinh trùng sau rã đông. Đồng thời, nghiên cứu cũng giúp củng cố vai trò của trehalose trong đông lạnh ở hỗ trợ sinh sản nói riêng và ngành đông lạnh nói riêng.

Nguồn: Schulz, M., Risopatrón, J., Matus, G., Pineda, E., Rojas, C., Isachenko, V., … Sánchez, R. (2017). Trehalose sustains a higher post-thaw sperm motility than sucrose in vitrified human sperm. Andrologia, 49(9), e12757. doi:10.1111/and.12757

Từ khóa: Hiệu quả đông lạnh của TREHALOSE so với SUCROSE trong thủy tinh hóa tinh trùng