Cho đến nay đã có nhiều nghiên cứu cho thấy khả năng sinh sản ở phụ nữ giảm dần theo thời gian, đặc biệt là sau 30 tuổi. Giả thuyết chính dẫn đến hiện trạng này được cho là do sự suy giảm chất lượng noãn. Có nhiều bằng chứng cho thấy độ tuổi, chất lượng noãn có liên hệ trực tiếp đến sự lệch bội, tuy nhiên nguyên nhân và các yếu tố xác định chất lượng noãn vẫn chưa được xác định rõ ràng. Hoạt động sửa chữa DNA trước khi kích hoạt bộ gen ở phôi được coi là có nguồn gốc từ mẹ, với các bản sao của mẹ và protein kiểm soát tính toàn vẹn DNA. Khi tuổi mẹ tăng lên, số lượng mRNA được lưu trữ trong tế bào noãn giảm. Điều này có thể dẫn đến giảm hiệu quả sửa chữa DNA và/hoặc ảnh hưởng tiêu cực đến sự phát triển phôi, đặc biệt là khi có sự tổn thương DNA. Các nghiên cứu về ảnh hưởng của tinh trùng đến chất lượng phôi cũng ủng hộ giả thuyết trên thông qua hai kết quả chính: 1) Tinh trùng với DNA bị tổn thương vẫn có khả năng thụ tinh với noãn và phát triển, rõ ràng với sự thiếu hụt các cơ chế sửa sai ở tinh trùng thì sự thụ tinh bình thường có sự đóng góp và sửa sai ở noãn. 2) Mức độ tổn thương DNA cao ở tinh trùng có ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng phôi, khả năng phát triển hay sẩy thai, đặc biệt ở đối tượng phụ nữ lớn tuổi. Mặc dù có nhiều bằng chứng gián tiếp về giả thuyết trên, các nghiên cứu lâm sàng đánh giá khả năng sửa sai của noãn vẫn chưa được thực hiện. Nghiên cứu được thực hiện trên chuột để kiểm tra ảnh hưởng của tuổi đến khả năng sửa chữa tổn thương của tế bào noãn với DNA của tinh trùng. Điều này đạt được bằng cách đánh giá sự phát triển của phôi sau IVF bằng cách sử dụng tinh trùng bị tổn thương có kiểm soát bằng cách sử dụng phóng xạ, đo biểu hiện các gen sửa chữa DNA trong tế bào noãn và đo lường phản ứng phá hủy DNA (DNA damage response, DDR) trong quá trình phát triển phôi.
 

Nguồn hình: https://www.mskcc.org

Noãn từ hai nhóm tuổi của 30 con chuột cái (Trẻ: 5-8 tuần tuổi, n=15; Già: 42-45 tuần tuổi, n=15) được thụ tinh với tinh trùng từ năm con đực với ba cấp tổn thương DNA được kiểm soát; nhóm chứng: 10%, 1 Gray (Gy): 11–30%, và 30 Gy: >30%. Noãn được thụ tinh (Trẻ: 125, Già: 78) được đánh giá sự hình thành hợp tử (trên mỗi noãn bào) và phôi nang (trên mỗi hợp tử). 5 bản sao của noãn GV và 5 noãn MII từ mỗi nhóm tuổi được phân tích biểu hiện gen. Phản ứng phá hủy DNA (DDR) được đánh giá tối thiểu ba lần sau IVF ở nhóm chứng và nhóm 1 Gy hợp tử và phôi hai tế bào bằng cách sử dụng nhãn γH2AX.

Mức độ tổn thương DNA tinh trùng trung bình của ba nhóm khác nhau có ý nghĩa thống kê (nhóm chứng: 6.1%, 1 Gy: 16.1%, 30 Gy: 53.1%, P < 0.0001) cho thấy đã tạo thành công các mẫu DNA tinh trùng có kiểm soát, kết quả về tỷ lệ thụ tinh sau IVF trong hoặc giữa hai nhóm tuổi không có sự khác biệt đáng kể (Trẻ; nhóm chứng: 86.79%, 1 Gy: 82.75%, 30 Gy: 76.74%) (Già; nhóm chứng: 93.1%, 1 Gy: 70.37%, 30 Gy: 68.18%). Tuy nhiên, tỷ lệ phôi nang khác nhau đáng kể (P <0,0001) giữa các nhóm (Trẻ; nhóm chứng: 86.95%, 1 Gy: 33.33%, 30 Gy: 0.0%) (Già; nhóm chứng: 70.37%, 1 Gy: 0.0%, 30 Gy: 0.0%). Giữa các nhóm tuổi, các mẫu 1-Gy cho thấy tỷ lệ phôi nang ở nhóm lớn tuổi giảm đáng kể so với nhóm trẻ (P = 0,0166). Phân tích biểu hiện gen cho thấy sự giảm biểu hiện tương đối của 21 gen sửa chữa DNA trong noãn GV già so với noãn GV trẻ (P <0,05) và tương tự, noãn MII già cho thấy 23 gen có biểu hiện giảm so với noãn MII trẻ (P <0,05). Số lượng gen có biểu hiện giảm trong các noãn GV và MII già bị ảnh hưởng đáng kể như đứt gãy các mạch đôi (GV: 5; MII: 6), sửa chữa cắt bỏ nucleotide (GV: 8; MII: 5) và phản ứng phá hủy DNA (GV: 4; MII: 8). Có sự giảm DDR trong hợp tử và trong phôi hai tế bào từ nhóm già so với trẻ bất kể nhóm tinh trùng (P <0,05). Sự giảm biểu hiện gen sửa chữa DNA của noãn bào và giảm DDR trong phôi có nguồn gốc nhóm lớn tuổi cho thấy sự lão hóa dẫn đến khả năng sửa chữa DNA bị giảm sút. Từ các kết quả trên, có thể thấy đánh giá khả năng sửa chữa của noãn có thể là một công cụ chuẩn đoán hữu ích ở các cặp vợ chồng hiếm muộn.

Nguồn tham khảo:
F. Horta, S. Catt, P. Ramachandran, B. Vollenhoven, and P. Temple-Smith, “Female ageing affects the DNA repair capacity of oocytes in IVF using a controlled model of sperm DNA damage in mice,” Hum. Reprod., 2020.