Phản ứng của phôi với stress từ công nghệ hỗ trợ sinh sản

Phôi bắt đầu phát triển khi có sự kết hợp giữa noãn và tinh trùng tạo thành hợp tử. Trong giai đoạn phát triển của phôi, quá trình tái thiết lập chương trình diễn ra (thông qua các sự kiện như biến đổi histone, khử methyl hóa những gen không in dấu (imprinted genes), bất hoạt NST-X, …). Kết quả của các quá trình này tạo ra những tế bào có dấu ấn thượng di truyền đặc biệt được điều hòa và kiểm soát bởi một số gene nhất định. Tuy nhiên những biến đổi thượng di truyền này rất nhạy cảm với các stress từ môi trường in vitro. Công nghệ hỗ trợ sinh sản (ART) với các quy trình như IVF, ICSI… đã bỏ qua các rào cản chọn lọc tự nhiên nhất định và các yếu tố để nuôi cấy phôi. Cùng với đó, phôi chịu tác động từ điều kiện nhiệt độ, pH và môi trường biến động có thể gây ra các stress cho phôi. Tất cả những tác động này có thể gây ra những ảnh hưởng tiêu cực đến sự phát triển của phôi. Do đó, không chỉ tốc độ phát triển, chất lượng phôi bị ảnh hưởng mà những biểu hiện gen bất thường hoặc biến đổi thượng di truyền có thể xảy ra. Trong bài tổng quan của Priscila và cộng sự, nhóm tác giả đưa ra một cái nhìn tổng quát về các yếu tố gây ra stress trên phôi trong các quy trình IVF khác nhau ở phôi động vật và người.

Đáp ứng của phôi với các stress trong ART trên mô hình chuột: việc kích thích buồng trứng trên mô hình chuột dẫn đến sự thay đổi biểu hiện gen từ mẹ như Epab, Pabpc1 giải thích cho việc chất lượng noãn và phôi thấp (Ozturk, Yaba‐Ucar, 2016). Sự bất thường trong cấu trúc ty thể do có sự xuất hiện của không bào ở noãn do kích thích buồng trứng dẫn đến giảm hoạt động của ty thể (Lee và cs 2017). Trên mô hình chuột, quá trình kích thích buồng trứng làm chậm sự phát triển của phôi và thai đồng thời giảm tỷ lệ làm tổ (Van der Auwera, 2001). Kích thích buồng trứng cũng gây ra nhiều biến đổi về biểu hiện gen cũng như thượng di truyền. Đồng thời, kích thích buồng trứng cũng liên quan tới đột biến thượng di truyền (epimutation) ở những tế bào sinh dưỡng, trì hoãn quá trình tái thiết lập thượng di truyền ở các tế bào mầm sinh dục trong con cái. Cũng như quá trình kích thích buồng trứng, các quy trình IVF cũng gây ra những biến đổi thượng di truyền và di truyền đến thế hệ sau. Khác với IVF, quy trình ICSI bỏ các rào cản tự nhiên trong việc lựa chọn tinh trùng. Tinh trùng từ những bệnh nhân vô sinh thường cho thấy có sự phân mảnh DNA nhiều hơn so với người sinh sản bình thường. Điều này dẫn đến các rối loạn khác nhau trong quá trình phát triển của thai nhi, sự làm tổ và sinh sống của trẻ.

Đáp ứng của phôi người với các stress: các quy trình như ICSI, trữ rã, sinh thiết, vi thao tác đều gây ra những stress lên phôi, từ đó có thể ảnh hưởng đến quá trình thiết lập thượng di truyền ở giai đoạn phát triển sớm của phôi. Những nghiên cứu về dịch tễ học cho thấy những đứa trẻ sinh ra từ IVF sẽ tăng tỷ lệ nhẹ cân, sinh non, và những bệnh liên quan đến thượng di truyền như Beckwith-Wiedemann, Angelman và Silver-Russel. Ngoài ra, ART còn hạn chế sự phát triển của thai nhi ở kì đầu và giữa của thai kì. Thay đổi chuyển hóa cơ tim khi trẻ trưởng thành. Những kiểu hình bất thường này có thể do môi trường nuôi cấy, các thành phần trong môi trường, nhiệt độ hay pH có thể là nguyên nhân gây ra các tác động tiêu cực đến sự phát triển của phôi.

Hiệu quả và tác động lâu dài của ART: một số nghiên cứu cho rằng trẻ sinh ra từ ART khoẻ mạnh và không ảnh hưởng đến sự phát triển của trẻ sau này. Tuy nhiên, các nghiên cứu dịch tễ học cho thấy trẻ sinh ra từ ART có tỷ lệ dị tật bẩm sinh cao hơn 40%. Cùng với đó là các nguy cơ như hạn chế sự phát triển của thai nhi, nhẹ cân, sinh non cùng với những biến chứng chu sinh khác. Một số bất thường thượng di truyền cũng liên quan đến ART. Tuy nhiên, cho đến hiện tại các yếu tố này vẫn chưa rõ ràng.
Như vậy, những yếu tố từ việc thực hiện ART có thể ảnh hưởng đến chất lượng của phôi, đặc biệt sự thay đổi về mặt thượng di truyền ở phôi. Vì vậy, cần cải thiện môi trường và điều kiện nuôi cấy phôi để giúp tạo được những phôi tốt nhất và nâng cao hiệu quả điều trị ART.

Nguồn: Ramos‐Ibeas P, Heras S, GómezRedondo I, et al. Embryo responses to stress induced by assisted reproductive technologies. Mol Reprod Dev. 2019;1– 15. https://doi.org/10.1002/mrd.23119