CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Thụ tinh trong ống nghiệm (TTTON) Công nghệ hỗ trợ sinh sản (ART - assisted reproductive technology) theo Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa dịch bệnh Hoa Kỳ - CDC(Centers for Disease Control and Prevention) được định nghĩa là tổ hợp các công cụ giúp điều trị sinh sản bằng cách can thiệp vào noãn và tinh trùng của người. Các thủ thuật hỗ trợ sinh sản nói chung liên quan đến phẫu thuật lấy noãn từ buồng trứng của phụ nữ, kết hợp chúng với tinh trùng trong phòng thí nghiệm và đưa chúng trở lại cơ thể của người phụ nữ hoặc tặng chúng cho người phụ nữ khác. Một trong những công cụ hỗ trợ sinh sản được biết đến và áp dụng rộng rãi ngày nay đó là công nghệ In – vitro fertilization (IVF – Thụ tinh trong ống nghiệm).
Theo đó, noãn và tinh trùng sẽ gặp nhau bên ngoài cơ thể người, quy trình này bao gồm hàng loạt các bước phức tạp để điều trị trong sinh sản hoặc các vấn đề di truyền và hỗ trợ sinh ra một em bé khỏe mạnh. Ban đầu, noãn trưởng thành được lấy ra từ buồng trứng của người phụ nữ; tinh trùng có thể được lấy từ người chồng hoặc một người hiến tặng. Hợp tử được tạo thành sau quá trình thụ tinh giữa noãn và tinh trùng ở một môi trường đặc biệt giống trong cơ thể dưới sự hỗ trợ của các thiết bị trong phòng thí nghiệm. Hợp tử này sau đó được cấy ngược lại tử cung của người phụ nữ để tiếp tục các quá trình phát triển của phôi, thai và các giai đoạn biệt hóa khác sau đó.
Sự phát triển của phôi trước khi làm tổ 1. Phôi giai đoạn tiền nhân Tiền nhân là giai đoạn đầu tiên của hợp tử ngay sau khi noãn được thụ tinh bởi tinh trùng. Tiền nhân đực và tiền nhân cái mang bộ nhiễm sắc thể đơn bội, bằng một nửa số nhiễm sắc thể của tế bào thân. Tiền nhân đực được hình thành gần vị trí tinh trùng thâm nhập vào noãn tiền nhân cái được hình thành ở cực bào tương có thoi phân bào [7].
Sự hình thành tiền nhân đực thường xảy ra chậm hơn do tinh trùng phải trải qua một số 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com thay đổi trong cấu trúc ở phần đầu, dưới tác dụng của một số chất có trong bào tương noãn. Hai tiền nhân từ từ tiến lại gần nhau ở giữa hợp tử và hợp nhất thành hợp tử. Sự tiếp xúc của cả hai tiền nhân được thực hiện qua trung gian các ống vi thể được thành lập từ các trung thể của tinh trùng. Khi sự biệt hóa tiền nhân hoàn tất, màng nhân rã ra và vật liệu di truyền của hai tiền nhân hợp lại với nhau.
Trong thụ tinh nhân tạo, sự xuất hiện của hai hạt nhân là dấu hiệu đầu tiên của sự thụ tinh thành công [56] được quan sát trong quá trình thụ tinh trong ống nghiệm, và thường được đánh giá trong khoảng thời gian từ 12 - 20 giờ sau khi thụ tinh hoặc tiêm tinh trùng vào bào tương của noãn (ICSI - Intra-cytoplasmic Sperm Injection) [66]. Việc quan sát sự thay đổi của tế bào chất từ giai đoạn hình thành tiền nhân tới giai đoạn phân chia đầu tiên luôn được chú ý và quan sát bởi yếu tố này có thể ảnh hưởng tới tỷ lệ thành công nếu chuyển phôi ngày 1 hoặc chọn phôi trữ đông [45]. Phôi ở giai đoạn phân chia (2-3 ngày sau thụ tinh) Ngay sau khi tiền nhân đực và tiền nhân cái hợp nhất, thoi phân bào xuất hiện, thể nhiễm sắc được sắp xếp trên thoi phân bào. Mỗi thể nhiễm sắc con tiến về một cực tế bào, đồng thời rãnh phân chia xuất hiện và ngày càng sâu trên mặt noãn.
Kết quả, noãn thụ tinh đã phân làm 2 phôi bào, ở người, hai phôi bào này to nhỏ không đều nhau [1]. Trong suốt quá trình phân chia tế bào chất trong giai đoạn này được kiểm soát chủ yếu bởi trung thể của tinh trùng [12]. Quá trình phân chia này hợp tử gần như không có sự thay đổi về kích thước do không có sự lớn lên về tế bào chất. Điều này có nghĩa sau mỗi lần phân chia thì tỷ lệ hạt nhân với tế bào chất ngày càng tăng lên.
Quá trình phân chia lần đầu để từ 1 tế bào hợp tử thành 2 tế bào con (phôi bào) sau 30 giờ thụ tinh; và thành 4 tế bào sau 40 giờ sau thụ tinh [44]. Phôi dâu Sau một vài lần phân chia, phôi chứa từ 16 - 32 phôi bào có hình dáng như trái dâu nên gọi là phôi dâu. Sau lần phân chia thứ ba, trong phôi diễn ra quá trình kết dính tế bào. Hiện tượng kết đặc tế bào xảy ra vào khoảng ngày thứ 3 – 4 làm cho các LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com tế bào áp sát vào nhau và ranh giới giữa các tế bào lúc này trở nên khó phân biệt.
Quá trình kết đặc tế bào rất quan trọng trong sự biệt hoá khối tế bào trong và tế bào lá nuôi, quyết định đến sự hình thành phôi thai. Màng trong suốt ở giai đoạn phôi dâu vẫn nguyên vẹn tạo điều kiện cho sự kết đặc tế bào và ngăn hai phôi (nếu có) nhập vào nhau. Nếu lớp tế bào trong phân chia ở giai đoạn sớm này, có thể phát triển thành song thai cùng hợp tử. Cấu tạo của phôi dâu gồm: một nhóm tế bào nằm ở vị trí trung tâm có kích thước lớn hơn gọi là đại phôi bào, còn những tế bào tạo thành một lớp bao quanh phía ngoài có kích thước nhỏ hơn gọi là tiểu phôi bào.
Những đại phôi bào sau này sẽ tạo phôi và một số bộ phận phụ của phôi như màng ối, túi noãn hoàng, niệu nang. Tiểu phôi bào sẽ tạo lá nuôi, sau này sẽ phát triển thành rau thai và màng bọc thai [44]. Sự phân chia noãn thụ tinh xảy ra trong quá trình noãn di chuyển từ vòi trứng đến tử cung. Các tế bào nang vây quanh noãn bị thoái hóa dần dần, màng trong suốt vẫn tồn tại trong thời gian phân chia noãn và giai đoạn phôi dâu rồi cuối cùng biến mất.
Phôi nang Ở người, vào khoảng ngày thứ 4 sau thụ tinh, hợp tử (ở giai đoạn phôi dâu) đã lọt vào khoang tử cung và bị vùi trong chất dịch do nội mạc tử cung tiết ra. Chất dịch thấm qua màng trong suốt vào các khoảng gian bào của đại phôi bào để nuôi trứng. Dần dần các khoảng gian bào hợp lại và cuối cùng tạo thành một khoang xen giữa lớp tiểu phôi bào và khối đại phôi bào, khoang này dần dần lớn lên và gọi là khoang phôi nang hay khoang dưới mầm vì mầm phôi được tạo ra nằm phía trên nó. Màng trong suốt hoàn toàn biến mất.
Khối tế bào trung tâm của phôi dâu, các đại phôi bào bị khoang phôi nang đẩy dần về một cực của trứng và lồi vào khoang dưới mầm được gọi là cúc phôi. Cúc phôi chính là mầm của phôi và cực đó gọi là cực phôi vì ở đó phôi sẽ phát triển. Còn cực đối lập gọi là cực đối phôi. Tiểu phôi bào của lớp ngoại vi của phôi dâu dẹt lại tạo nên thành của khoang phôi nang, trứng thụ tinh ở giai đoạn này giống như một cái túi nên gọi là phôi nang và giai đoạn phát triển này của noãn gọi là giai đoạn phôi nang [44].
5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Thông thường tổng số phôi bào của phôi nang là trên 60 phôi bào. Ở người, phôi nang ngày 5 có khoảng 60 phôi bào, tăng đến 160 vào ngày 6 và trên 200 sau khi thoát màng vào ngày 7; 40% số phôi bào tạo mầm phôi [27]. Hình 1 Sự phát triển của hợp tử từ giai đoạn 2 phôi bào đến giai đoạn phôi nang [78] 1. Bất thường số lượng NST và cơ chế hình thành 1.
Cơ chế phát sinh bất thường số lượng NST Cơ chế gây ra bất thường số lượng NST được bàn đến nhiều nhất là hiện tượng không phân ly (non-disjunction) của một vài NST hay toàn bộ NST trong phân bào làm thay đổi số lượng nhiễm sắc thể. Các nguyên nhân chủ yếu dẫn đến sự bất thường số lượng nhiễm sắc thể của phôi tạo ra trong ống nghiệm và phôi hình thành trong tự nhiên bao gồm: • Bất thường số lượng nhiễm sắc thể sai sót bên trong tế bào sinh dục gốc: Những sai lệch trong quá trình tế bào sinh dục gốc phân chia dẫn đến tình trạng lệch bội nhiễm sắc thể LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ở tế bào gốc dẫn đến hình thành lệch bội nhiễm sắc thể ở giao tử. Trong tất cả các trường hợp, kết quả là tạo ra giao tử có nhiều hoặc ít hơn về số lượng nhiễm sắc thể. • Bất thường số lượng nhiễm sắc thể sinh ra trong quá trình phân bào: Các nhà khoa học cho rằng có hai cơ chế chính về sự không phân ly NST dẫn tới lệch bội NST, Zenzes và Casper cho rằng sự không phân ly dẫn đến lệch bội nhiễm sắc thể là do bất thường trong phân tách các nhiễm sắc thể tương đồng ở giảm phân I, dẫn đến thế hệ của các tế bào con không đồng đều, thừa hoặc thiếu vật chất di truyền.
Angel và cộng sự năm 1993 cũng cho rằng sự hình thành nhiễm sắc thể đơn ở giảm phân II phát sinh bởi sự phân ly sớm của các nhiễm sắc tử ở kỳ sau của giảm phân I và đây có thể là cơ chế chính cho sự hình thành bất thường số lượng nhiễm sắc thể dạng tam nhiễm ở người [6]. Trong trường hợp này tế bào gốc bình thường nhưng nhiễm sắc thể bị thay đổi xảy ra trong quá trình phân bào. Trong phân bào giảm nhiễm, những sai lệch trong việc phân ly nhiễm sắc thể trong giai đoạn này sẽ tạo ra giao tử bị lệch bội nhiễm sắc thể và sự hợp nhất giao tử bị lệch bội nhiễm sắc thể sẽ tạo ra phôi bị lệch bội nhiễm sắc thể (hình 2). Có ba giả thiết về cơ chế gây nên lệch bội nhiễm sắc thể trong phân bào nguyên nhiễm: (1) thiếu nhiễm sắc thể do sự chậm trễ của kỳ sau (anaphase); (2) sự nhân lên của một nhiễm sắc thể (cơ chế vẫn chưa được hiểu rõ); (3) mất hoặc thêm nhiễm sắc thể tương ứng do nhiễm sắc thể không phân ly hoặc giai đoạn kỳ sau bị ngừng trệ tạo nên một phôi bào thiếu nhiễm sắc thể và một phôi bào thừa nhiễm sắc thể tương ứng.
7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.