CNSH. Trần Nhật Ánh Dương – IVFMD Tân Bình

Lựa chọn tinh trùng chất lượng tốt là một trong những khâu quan trọng để đạt được tỷ lệ thụ tinh cao và ổn định trong các chu kỳ điều trị IVF. Việc lựa chọn tinh trùng thường dựa vào khả năng di động, hình thái và trọng lượng riêng bằng cách sử dụng các phương pháp như swim-up hoặc ly tâm tỷ trọng (density gradient centrifugation). Tuy nhiên những phương pháp này được cho rằng có thể gây ra những tổn thương cơ học, tăng nồng độ ROS đối với tinh trùng trong quá trình phân loại.

Phân loại tế bào bằng kỹ thuật đếm dòng chảy tế bào (flow cytometry) là một phương pháp hiệu quả giúp lựa chọn quần thể tế bào con trong nhiều nghiên cứu sinh học. Tuy nhiên, phân loại tế bào thông thường không phù hợp với các tế bào có kích thước nhỏ và nhạy cảm như tinh trùng ở các loài động vật có vú. Vì vậy, máy phân loại tế bào với công nghệ chip vi lỏng (microfluidics chip) đã được phát triển để sử dụng cho các tế bào dễ bị tổn thương như tế bào máu, ung thư và miễn dịch. Về kỹ thuật, trong khi máy phân loại tế bào thông thường sử dụng điện tích để phân tách các tế bào thì máy microfluidics chip sẽ tách tế bào bằng cách sử dụng áp suất không khí theo xung, làm giảm những tổn thương đến mức tối thiểu cho các tế bào. Do đó, nhóm nghiên cứu cho rằng sử dụng máy phân loại tế bào microfluidics chip có thể hữu ích để lựa chọn tinh trùng chất lượng tốt.
Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả đã đánh giá việc sử dụng máy phân loại tế bào microfluidics chip có thật sự hữu ích cho việc chọn lọc tinh trùng hay không thông qua các thông số về độ di động, khả năng thụ tinh và phát triển thành phôi từ tinh trùng được thu nhận. Sau đó, nhóm tiến hành chọn lọc tinh trùng dựa vào phản ứng acrosome bằng cách sử dụng chất đánh dấu huỳnh quang FITC-labelled PNA.

Kết quả:

• Khả năng di động của tinh trùng được phân loại bằng microfluidics chip: tỉ lệ tinh trùng di động và di động tiến tới trong mẫu được phân loại thấp hơn so với mẫu tinh trùng không được phân loại. Bên cạnh đó, các thông số khác lại cho thấy có giá trị tương đương giữa mẫu được phân loại và không phân loại.
• Khả năng thụ tinh và phát triển phôi của tinh trùng được phân loại bằng microfluidics chip cho tỉ lệ thụ tinh tương tự với nhóm đối chứng và phôi có nguồn gốc từ các tinh trùng này phát triển bình thường cho đến giai đoạn phôi nang. Sau khi chuyển phôi, nhóm tác giả đã nhận thấy rằng tỷ lệ sinh sản tương tự như ở những tinh trùng không được phân loại. Những quan sát này cho thấy rằng tinh trùng được phân loại bằng máy phân loại tế bào chip microfluidics có khả năng thụ tinh và phát triển bình thường.
• Để kiểm tra ảnh hưởng của việc chọn lọc tinh trùng dựa trên phản ứng acrosome đến khả năng thụ tinh, tinh trùng được nhuộm bằng PNA đánh dấu FITC và được phân loại dựa trên sự phân bố tín hiệu của ánh sáng tán xạ và cường độ tín hiệu của FITC (acrosome-nguyên vẹn, FITC âm tính; đã xảy ra phản ứng acrosome, FITC dương tính). Tinh trùng được phân loại thành ba nhóm dựa trên cường độ tín hiệu của FITC lần lượt là: AR-thấp, AR-trung bình, AR-cao và được thu nhận riêng biệt. Quan sát dưới kính hiển vi huỳnh quang cho thấy hơn 80% tinh trùng đã phản ứng acrosome thuộc nhóm AR-trung bình và AR-cao. Ngược lại, ở nhóm AR thấp, số lượng tinh trùng phản ứng acrosome giảm gần một nửa. Sau đó, tiến hành so sánh khả năng di động của ba nhóm tinh trùng đã được phân loại và kết quả ghi nhận rằng tất cả các thông số về khả năng di động của tinh trùng không khác nhau giữa ba nhóm. Tỉ lệ thụ tinh cao hơn ở nhóm đã xảy ra phản ứng acrosome (gồm AR-trung bình và AR-cao) so với nhóm tinh trùng có acrosome còn nguyên vẹn. Tỉ lệ phát triển phôi và tỉ lệ sinh sống tương tự giữa ba nhóm. Để giải thích cho điều này, nhóm tác giả đã đặt ra giả thuyết rằng sự hiện diện của tinh trùng còn nguyên vẹn acrosome gây ra ảnh hưởng tiêu cực đến quá trình thụ tinh trong IVF. Những kết quả trên cho thấy việc phân loại tinh trùng dựa trên phản ứng acrosome có hiệu quả để chọn ra những tinh trùng có khả năng thụ tinh và phát triển cao.

Từ các kết quả nghiên cứu đã chứng minh được việc sử dụng máy phân loại tế bào microfluidics chip rất hữu ích trong việc phân loại và lựa chọn tinh trùng ở chuột. Ứng dụng công nghệ có thể cải thiện kỹ thuật thụ tinh ống nghiệm bằng cách lựa chọn tinh trùng chất lượng tốt. Nhóm nghiên cứu cho rằng kỹ thuật phân loại tinh trùng này đại diện cho một cách tiếp cận sáng tạo để giải quyết các vấn đề kỹ thuật với công nghệ sinh sản được sử dụng ở các loài động vật có vú khác nhau.

Nguồn: Nakao, Satohiro, và cộng sự; Successful selection of mouse sperm with high viability and fertility using microfluidics chip cell sorter; Scientific Reports, 2020; 10.1: 1-9.

Từ khóa: Thành công trong chọn lọc tinh trùng chuột có khả năng sống và khả năng sinh sản cao bằng cách sử dụng máy phân loại tế bào chip microfluidics