CNSH. Võ Minh Tuấn – IVFMD Tân Bình

Sự ra đời của kỹ thuật tiêm tinh trùng vào bào tương noãn (ICSI) năm 1993 là một bước tiến lớn trong lĩnh vực hỗ trợ sinh sản giúp điều trị các trường hợp vô sinh do nam giới. Kỹ thuật này cho phép các chuyên viên phôi học tạo ra phôi thai và tạo ra cơ hội có thai cho các trường hợp bệnh nhân nói trên mà chỉ cần 1 tinh trùng duy nhất. Để làm được điều này, thì việc chọn lựa tinh trùng cho kỹ thuật ICSI là rất quan trọng. Vì vậy, các đặc điểm của tinh trùng như hình thái, sự trưởng thành, tính toàn vẹn của DNA tinh trùng có ảnh hưởng không nhỏ đến sự thành công của chu kỳ điều trị. Hiện tại các trung tâm hỗ trợ sinh sản sử dụng chủ yếu hai phương pháp lựa chọn tinh trùng là ly tâm thang nồng độ (Density gradient) và phương pháp Swim-up. Hai phương pháp này cũng giúp loại bỏ phần lớn tinh trùng bất động, hình thái bất thường và các thành phần không cần thiết có trong tinh dịch. Tuy nhiên, hai phương pháp truyền thống này sử dụng nhiều bước ly tâm và thời gian thao tác lâu khiến cho mẫu tinh trùng trong quá trình xử lý có thể sinh ra các gốc ROS gây hại cho tinh trùng. Chính vì những nhược điểm của hai phương pháp thường quy này, các nhà khoa học luôn muốn tìm ra phương pháp lọc rửa tinh trùng ưu việt hơn để cải thiện tỉ lệ thành công trong điều trị. Phương pháp chọn lọc tinh trùng bằng hệ thống vi kênh (Microfluidic Sperm Selection – MFSS) đã ra đời để khắc phục những hạn chế đó. Microfluidics giúp chọn lọc tinh trùng một cách nhanh hơn, mô phỏng gần giống nhất với quá trình chọn lọc tự nhiên và tránh một số yếu tố bất lợi của các phương pháp thông thường. Lọc rửa tinh trùng bằng Microfluidics đã được chứng minh trong nhiều nghiên cứu là hiệu quả hơn trong việc thu hồi tinh trùng chất lượng tốt so với hai phương pháp truyền thống. Đặc biệt, phương pháp này không sử dụng các bước ly tâm nên không tạo ra các gốc ROS. Hơn nữa, người ta đã chỉ ra rằng tinh trùng sau lọc rửa bằng Microfluidics hầu như có tỷ lệ phân mảnh DNA rất thấp.

Trong nghiên cứu này, tác giả sử dụng một thiết bị Microfluidics tích hợp với đĩa petri dùng trong ICSI nhằm mục đích có thể sử dụng tinh trùng sau lọc rửa cho ICSI mà không cần các bước trung gian, được đặt tên là FertDish. FertDish được thiết kế gồm một hệ thống Microfluidics có 60 vi kênh đặt trên đĩa ICSI, polyvinylpyrolidone (PVP) được dùng làm môi trường chọn lọc tinh trùng. Nguyên tắc hoạt động dựa trên độ nhớt cao của PVP, chỉ những tinh trùng có khả năng di động cao mới di chuyển qua hệ thống vi kênh chứa PVP đến vị trí thu nhận tinh trùng (outlet), những tinh trùng di động yếu hơn và các tế bào không phải tinh trùng sẽ được giữ lại trong các vi kênh.

Phương pháp: Tác giả tiến hành thí nghiệm trên các mẫu tinh dịch của người hiến tặng (nhóm 1) và của bệnh nhân (nhóm 2). Quy trình lọc rửa bằng FertDish gồm các bước sau:
- Đặt 40µl PVP 10% + 30µl môi trường lọc rửa tinh trùng PureSperm ở vị trí thu nhận tinh trùng
- 100µ tinh dịch được đặt vào hệ thống Microfluidics, sau đó phủ Paraffin để ngăn chặn sự bay hơi. Các mẫu sẽ được ủ ở điều kiện nhiệt độ 37⁰C trong thời gian tối thiểu 10 phút, sau đó mẫu tinh trùng thu nhận ở hai nhóm sẽ được đánh giá chỉ số DFI bằng phương pháp SCD.

Kết quả: Kết quả cho thấy FertDish cho phép chọn lựa tinh trùng chất lượng tốt, có sự cải thiện về chỉ số phân mảnh DNA ở cả hai nhóm so với mẫu trước lọc rửa (nhóm 1 cải thiện hơn 91%, nhóm 2 cải thiện hơn 74% so với ban đầu). Ngoài ra, FertDish còn cho phép thu hồi tinh trùng sau lọc với mật độ cao (trên 3,3 triệu tinh trùng/ml).
Như vậy, FertDish bước đầu cho thấy có khả năng thu hồi tinh trùng cao với mật độ tinh trùng thu nhận hơn mức tiêu chí tối thiểu dùng trong ICSI. Ngoài ra việc sử dụng PVP làm môi trường chọn lọc cũng giúp cải thiện tỉ lệ phân mảnh DNA tinh trùng với thời gian thao tác ngắn. Với cách thiết kế đơn giản, chi phí thấp, FertDish dễ dàng thích ứng với các quy trình kỹ thuật trong phòng thí nghiệm hỗ trợ sinh sản và có tiềm năng cải thiện kết quả ICSI. Tuy nhiên, đây chỉ là bước sơ khởi, cần thêm nhiều nghiên cứu để chuẩn hóa quy trình và thử nghiệm lâm sàng, để có thể áp dụng kỹ thuật này vào quy trình thường quy.
 
Nguồn: Xiao, S., Riordon, J., Simchi, M., Lagunov, A., Hannam, T., Jarvi, K., ... & Sinton, D. (2021). FertDish: microfluidic sperm selection-in-a-dish for intracytoplasmic sperm injection. Lab on a Chip, 21(4), 775-783.
 

Từ khóa: FERTDISH: thiết bị microfluidics tích hợp giúp lựa chọn tinh trùng cho ICSI