Thất bại thụ tinh hoàn toàn sau ICSI vẫn xảy ra chiếm khoảng 1-5% (Vanden và cs., 2013), có thể do một số yếu tố như kỹ thuật, khiếm khuyết về tinh trùng và các yếu tố sinh hoá (Yeste và cs., 2016). Trong số đó, thất bại hoạt hoá noãn (OAD) được cho là nguyên nhân chính gây thất bại thụ tinh (chiếm 40%) (Ferrer-Buitrago và cs., 2018).

Protein PLCζ là protein đặc trưng của tinh trùng được biết đến với chức năng cảm ứng xung ion Ca2+ nội bào của noãn, một phản ứng cần thiết cho hoạt hoá noãn trong quá trình thụ tinh của động vật hữu nhũ. Đã có một số nghiên cứu cho thấy các đột biến trên gen PLCζ sẽ gây khiếm khuyết tại các domain X, Y, C2 của protein PLCζ dẫn đến OAD và thất bại thụ tinh (Heytens và cs., 2009; Kashir và cs., 2012; Escoffier và cs., 2015). Vi tiêm mRNA PLCζ bình thường để hoạt hoá các noãn thất bại thụ tinh do tinh trùng mang PLCζ đột biến. Gần đây, một vài nghiên cứu đã báo cáo rằng hỗ trợ hoạt hoá noãn (AOA) là giải pháp hữu hiệu sau ICSI các bệnh nhân mang PLCζ đột biến (Anifandis và cs., 2019; Torra-Massana và cs., 2019).

Nghiên cứu mới đây đăng trên tạp chí Human Reproduction đã xác định một đột biến điểm đồng hợp tử trên gen PLCζ. Nhóm các nhà khoa học đã phân tích trạng thái DNA methyl hoá của noãn thất bại thụ tinh và tinh trùng của cặp vợ chồng có noãn thất bại thụ tinh. Giải trình tự cả bộ gen để xác định đột biến hiếm trên PLCζ bằng Sanger. Đồng thời còn tiến hành tiêm mRNA PLCζ dạng bình thường hoặc dạng đột biến này vào các noãn chuột thất bại thụ tinh và xác định tỉ lệ tạo phôi 2 phôi bào sau 24h.

Kết quả có 4 noãn thất bại thụ tinh đều bị tam bội, chứng tỏ rằng noãn thất bại thụ tinh do chưa hoàn tất giảm phân II. Hơn nữa, những noãn này bị cường methyl DNA (hypermethylate) và còn thiếu sự khử methyl DNA chuẩn xác của bố (demethylation). Những kết quả trên đã chứng minh rằng tinh trùng đã tiêm vào noãn nhưng thất bại hoạt hoá noãn. Khi giải trình tự cả bộ gen đã phát hiện được một đột biến điểm đồng hợp tử sai nghĩa (missense) trên PLCζ là c.1658 G>C, dẫn đến thay thế arginine thành proline tại vị trí 553 trên chuỗi axit amin của protein PLCζ (p.R533P). Hậu quả làm đột biến domain C2 của protein PLCζ dẫn đến khiếm khuyết hoạt hoá noãn người và thất bại thụ tinh. Tuy nhiên, sau khi tiêm mRNA PLCζ dạng đột biến R533P nồng độ cao vào các noãn chuột thì tỉ lệ tạo phôi 2 phôi bào sau 24h là 7,9% (3/38) nhưng không khác biệt đáng kể với nhóm tiêm mRNA PLCζ dạng bình thường (17,9%). Hạn chế của nghiên cứu là chỉ có 1 bệnh nhân bị PLCζ đột biến điểm này vì là đột biến hiếm.

Nghiên cứu đã cho thấy rằng cấu trúc vùng domain C2 bình thường là điều kiện quan trong giúp protein PLCζ thực hiện chức năng sinh lý thiết yếu trong quá trình thụ tinh ở người.

Nguồn: A novel homozygous mutation of phospholipase C zeta leading to defective human oocyte activation and fertilization failure, Human Reproduction, 2020, doi:10.1093/humrep/dez293
Từ khoá: phospholipase C zeta, đột biến điểm, ICSI, thất bại thụ tinh

Từ khóa: Một đột biến đồng hợp tử của phospholipase C zeta gây nên khiếm khuyết hoạt hoá noãn người và thất bại thụ tinh