Nghiên cứu các yếu tố liên quan đến lệch bội nhiễm sắc thể của phôi người trước khi làm tổ

Luận án nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến lệch bội nhiễm sắc thể của phôi người trước khi làm tổ, góp phần nâng cao hiểu biết trong lĩnh vực sinh sản.

• Tác giả: Phan Thị Khánh Vy
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Thị Bình
• Trường học: Trường Đại Học Y Hà Nội
• Chuyên ngành: Mô phôi - Thai học
• Đề tài: Nghiên Cứu Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Lệch Bội Nhiễm Sắc Thể Phôi Người
• Loại tài liệu: luận án
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Sự phát triển của phôi trước khi làm tổ
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ
• 4. CHƯƠNG 4: BÀN LUẬN
• NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA NGHIÊN CỨU
• HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO
• CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng quan về lệch bội nhiễm sắc thể phôi người

Lệch bội nhiễm sắc thể (LBNST) là hiện tượng phổ biến trong lĩnh vực sinh sản, đặc biệt là trong thụ tinh trong ống nghiệm (IVF). Nghiên cứu cho thấy rằng tỷ lệ LBNST ở phôi người tăng lên theo tuổi tác của người mẹ. Các yếu tố như hình thái phôi, sự phát triển của phôi, và các yếu tố môi trường đều có thể ảnh hưởng đến tỷ lệ LBNST. Việc hiểu rõ về LBNST không chỉ giúp cải thiện kết quả điều trị IVF mà còn góp phần nâng cao chất lượng dân số. Theo một nghiên cứu, hơn 50% noãn của phụ nữ trên 40 tuổi có thể bị LBNST, điều này cho thấy sự cần thiết phải có các phương pháp sàng lọc phôi hiệu quả hơn.

1.1. Các phương pháp phân tích nhiễm sắc thể

Các phương pháp phân tích nhiễm sắc thể như lai huỳnh quang tại chỗ (FISH) và lai so sánh bộ gen (a-CGH) đã được áp dụng để xác định LBNST. FISH chỉ cho phép kiểm tra một số lượng giới hạn nhiễm sắc thể, trong khi a-CGH có khả năng phân tích toàn bộ 23 cặp nhiễm sắc thể. Việc sử dụng a-CGH giúp giảm tỷ lệ chẩn đoán âm tính giả, từ đó nâng cao khả năng chọn lựa phôi có bộ nhiễm sắc thể bình thường. Nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng a-CGH có thể làm tăng tỷ lệ làm tổ và giảm tỷ lệ sảy thai, góp phần cải thiện kết quả điều trị IVF.

1.2. Yếu tố ảnh hưởng đến lệch bội nhiễm sắc thể

Nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến tỷ lệ LBNST ở phôi, bao gồm tuổi mẹ, nồng độ hormone kích thích buồng trứng, và hình thái phôi. Tuổi mẹ là yếu tố quan trọng nhất, với tỷ lệ LBNST tăng lên đáng kể ở phụ nữ lớn tuổi. Hormon kích thích buồng trứng cũng có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của phôi, từ đó tác động đến tỷ lệ LBNST. Hình thái phôi, như số lượng mảnh vụn tế bào và kích thước phôi bào, cũng có thể là chỉ số dự đoán khả năng làm tổ của phôi.

II. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu này sử dụng phương pháp a-CGH để phân tích tỷ lệ LBNST ở phôi ngày 3 sau thụ tinh. Đối tượng nghiên cứu bao gồm các cặp vợ chồng điều trị IVF tại một trung tâm hỗ trợ sinh sản. Tiêu chuẩn chọn lọc đối tượng được xác định rõ ràng, bao gồm các yếu tố như tuổi tác, tiền sử bệnh lý, và kết quả xét nghiệm trước đó. Số lượng đối tượng được chọn đủ lớn để đảm bảo tính chính xác của kết quả. Phương pháp thu thập số liệu bao gồm phỏng vấn, xét nghiệm di truyền, và phân tích hình thái phôi.

2.1. Thiết kế nghiên cứu

Thiết kế nghiên cứu là một yếu tố quan trọng để đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của kết quả. Nghiên cứu này áp dụng thiết kế mô tả cắt ngang, cho phép thu thập dữ liệu tại một thời điểm nhất định. Phương pháp này giúp xác định tỷ lệ LBNST và các yếu tố liên quan một cách hiệu quả. Các chỉ số và biến số nghiên cứu được xác định rõ ràng, bao gồm tỷ lệ LBNST, hình thái phôi, và các yếu tố môi trường.

2.2. Xử lý số liệu

Số liệu thu thập được xử lý bằng các phần mềm thống kê hiện đại. Phân tích đơn biến và đa biến được thực hiện để xác định mối liên quan giữa các yếu tố và tỷ lệ LBNST. Kết quả được trình bày dưới dạng bảng và biểu đồ để dễ dàng so sánh và phân tích. Việc xử lý số liệu chính xác là rất quan trọng để đảm bảo tính khách quan và độ tin cậy của nghiên cứu.

III. Kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu cho thấy tỷ lệ LBNST ở phôi ngày 3 là một chỉ số quan trọng để đánh giá khả năng làm tổ của phôi. Tỷ lệ này có sự khác biệt rõ rệt giữa các nhóm tuổi khác nhau. Phôi từ các bà mẹ lớn tuổi có tỷ lệ LBNST cao hơn so với các bà mẹ trẻ. Ngoài ra, các yếu tố như hình thái phôi và nồng độ hormone cũng có ảnh hưởng đáng kể đến tỷ lệ LBNST. Kết quả này khẳng định tầm quan trọng của việc sàng lọc phôi trước khi chuyển phôi vào tử cung.

3.1. Tỷ lệ lệch bội nhiễm sắc thể

Tỷ lệ LBNST được xác định qua phân tích a-CGH cho thấy rằng có khoảng 40% phôi ngày 3 bị lệch bội. Tỷ lệ này cao hơn ở những phụ nữ trên 35 tuổi, với hơn 60% phôi bị lệch bội. Điều này cho thấy rằng tuổi tác là một yếu tố quyết định trong việc xác định chất lượng phôi. Các nghiên cứu trước đây cũng đã chỉ ra rằng tỷ lệ LBNST tăng lên theo tuổi tác, đặc biệt là ở phụ nữ trên 40 tuổi.

3.2. Mối liên quan giữa các yếu tố

Phân tích đa biến cho thấy rằng tuổi mẹ và hình thái phôi có mối liên quan chặt chẽ với tỷ lệ LBNST. Các phôi có nhiều mảnh vụn tế bào và kích thước phôi bào không đồng đều thường có tỷ lệ LBNST cao hơn. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng nồng độ FSH cơ bản của mẹ có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của phôi, từ đó tác động đến tỷ lệ LBNST. Những phát hiện này cung cấp cơ sở cho việc phát triển các phương pháp sàng lọc phôi hiệu quả hơn.

IV. Bàn luận

Bàn luận về kết quả nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng a-CGH là một bước tiến quan trọng trong việc xác định LBNST ở phôi. Kết quả nghiên cứu không chỉ cung cấp thông tin về tỷ lệ LBNST mà còn chỉ ra các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng phôi. Việc hiểu rõ về LBNST có thể giúp các bác sĩ đưa ra quyết định chính xác hơn trong việc chọn lựa phôi để chuyển vào tử cung, từ đó nâng cao tỷ lệ thành công của IVF.

4.1. Ý nghĩa của nghiên cứu

Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc cải thiện kết quả điều trị IVF. Việc xác định tỷ lệ LBNST và các yếu tố liên quan giúp các bác sĩ có cơ sở để tư vấn cho bệnh nhân về khả năng thành công của điều trị. Ngoài ra, nghiên cứu cũng mở ra hướng đi mới trong việc phát triển các phương pháp sàng lọc phôi hiệu quả hơn, góp phần nâng cao chất lượng dân số.

4.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Hướng nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc phát triển các phương pháp sàng lọc phôi mới, có khả năng phát hiện LBNST một cách chính xác hơn. Ngoài ra, cần nghiên cứu sâu hơn về mối liên quan giữa các yếu tố môi trường và LBNST, từ đó đưa ra các biện pháp can thiệp hiệu quả. Việc nghiên cứu này không chỉ có giá trị trong lĩnh vực hỗ trợ sinh sản mà còn có thể áp dụng trong các lĩnh vực khác liên quan đến di truyền học.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN 1.1 Sự phát triển của phôi trước khi làm tổ.1 Phôi ở giai đoạn tiền nhân. Noãn được thụ tinh tạo thành hợp tử và phát triển thành phôi qua nhiều giai đoạn, khởi đầu là giai đoạn tiền nhân. Tiền nhân đực và tiền nhân cái thường hình thành cùng một lúc. Tiền nhân đực hình thành gần vị trí tinh trùng thâm nhập và tiền nhân cái hình thành ở cực bào tương có thoi phân bào [3].

Khoảng 4 giờ sau khi tiêm tinh trùng vào bào tương của noãn hoặc 5-6 giờ sau cấy noãn với tinh trùng có thể nhìn thấy hình ảnh các tiền nhân có kích thước nhỏ và mờ. Khoảng 15 giờ sau khi thụ tinh, hai tiền nhân nằm sát nhau và có hình số 8, và phần tiếp xúc sát nhau tạo thành một mặt phẳng, đồng thời các hạt nhân (nucleoli) sẽ di chuyển và xếp hàng cạnh vùng tiếp xúc hai tiền nhân. Mỗi tiền nhân có khoảng 1 đến 9 hạt nhân. Tiền nhân nhỏ có ít hạt nhân hơn [4].

Phôi ở giai đoạn phân chia (ngày 2-3 sau thụ tinh). * Sự phân chia bào tương (cytokinesis.) Sự phân chia của phôi bao gồm một loạt các chu kỳ phân bào của bào tương, mặc dù kích thước phôi thay đổi không đáng kể. Trung thể của tinh trùng kiểm soát sự phân chia đầu tiên sau thụ tinh [5]. Trong chu kỳ phân bào đầu tiên ở giai đoạn cuối, bào tương của hợp tử kéo dài ra và thắt lại dần ở giữa cho đến khi hợp tử phân chia thành hai phôi bào.

Quá trình này tiếp tục trong những chu kỳ phân bào tiếp theo và kích thước của phôi bào giảm khoảng 28,5% cho mỗi chu kỳ phân bào. Trong 3 chu kỳ phân bào đầu tiên, kích thước của phôi thường ít thay đổi. Phôi có 2 5 đến 8 phôi bào phụ thuộc chủ yếu vào sự dịch mã (translation) từ các chất liệu RNA của mẹ để phân chia [6]. * Hình thái bất thường của phôi xảy ra trong quá trình phát triển của phôi.

Đánh giá hình thái của phôi tạo ra trong ống nghiệm đóng vai trò quan trọng làm tăng tỷ lệ làm tổ và có thai trong điều trị thụ tinh trong ống nghiệm. Phôi tạo ra trong ống nghiệm có các hình thái khác nhau. Ở hầu hết các trung tâm hỗ trợ sinh sản, để đánh giá chất lượng của phôi thường dựa vào các chỉ số hình thái như số lượng mảnh vụn tế bào, kích thước đồng nhất của phôi bào, số lượng nhân tế bào. - Mảnh vụn tế bào.

Mảnh vụn được tạo ra là do các phôi bào luôn luôn thay đổi hình dạng, các phôi bào tiếp xúc hoặc không tiếp xúc với nhau trong quá trình phân chia, vì vậy tạo nên những mảnh vụn tế bào sau phân chia. Phôi có số lượng mảnh vụn nhiều thường làm tổ kém hơn có thể là do giảm lượng bào tương sau chu kỳ phân bào bình thường và dẫn đến giảm số lượng phôi bào ở phôi nang. Nhiều mảnh vụn cũng làm ảnh hưởng tới quá trình phôi kết đặc lại do giảm tiếp xúc giữa các phôi bào với nhau. Các mảnh vụn xuất hiện sớm sau chu kỳ phân bào đầu tiên thường ảnh hưởng nhiều hơn đến sự phát triển của phôi.

Mặt khác, những mảnh vụn nhỏ xuất hiện chậm sẽ ít hoặc không ảnh hưởng đến phôi. - Phôi bào đa nhân (multinucleated blastomeres/MNB). Phôi bào đa nhân có thể xuất hiện ở bất kỳ chu kỳ phân chia nào từ 2 phôi bào đến giai đoạn phôi nang, nhưng quan sát rõ ở giai đoạn 2 phôi bào. Ở các giai đoạn sau sẽ khó quan sát hơn do phôi có nhiều phôi bào và mảnh vụn.

Phôi bào đa nhân có khả năng làm tổ kém do đó giảm tỷ lệ có thai và tỷ lệ sống sót [7]. 6 - Kích thước phôi bào không đều. Một trong những nguyên nhân làm kích thước phôi bào không đều là do sự phân chia không đồng bộ và thiếu cân đối (asynchronous and asymmetrical) hoặc 1 hay nhiều phôi bào ngừng phân chia. Phôi có kích thước phôi bào to nhỏ không đồng đều cũng có khả năng làm tổ thấp hơn phôi có kích thước phôi bào đồng đều [8].

- Phôi có kích thước lớn bất thường. Phôi có kích thước lớn bất thường là kết quả của sự thụ tinh với noãn lớn bất thường (giant egg). Phôi hoặc noãn này có kích thước khoảng 200 µm (bao gồm cả màng trong suốt). Phôi loại này thường là tam bội hoặc tam bội thể khảm và có thể phát triển thành phôi nang [9].

- Phôi có một phôi bào to nổi trội. Phôi có một phôi bào to và xung quanh là các mảnh vụn tế bào có kích thước nhỏ hơn kích thước phôi bào thông thường và thường là đa bội hoàn toàn hoặc thể khảm. Phôi bào to nổi trội này thường là đa nhân [10] và không bao giờ được chọn để chuyển phôi. - Phôi có bào tương bất thường không đều (irregularities).

Bào tương của phôi loại này thường có chứa không bào (vaculoles) hoặc thể vùi tối màu (dark inclusions) và liên quan nhiều đến rối loạn về nhiễm sắc thể nên khả năng phát triển và làm tổ kém [10]. - Phôi có hình thon dài (elongated shape embryos). Phôi có hình thon dài thường phát triển và có khả năng làm tổ như phôi có hình dạng bình thường [10]. * Tốc độ phân chia của phôi.

Tốc độ phân chia có liên quan đến khả năng sống của phôi. Phôi phân chia chậm thường có khả năng làm tổ kém hơn. Tốc độ nhân đôi tế bào ở phôi người từ ngày 2 đến 6 sau thụ tinh là khoảng 31 giờ, tốc độ nhân đôi này càng nhanh hơn sau hai lần phân chia đầu [6]. Phôi tạo ra trong ống nghiệm thường 7 có tốc độ nhân đôi dưới 24 giờ.

Phôi khỏe mạnh có tốc độ phân chia vào khoảng 18-20 giờ (2 phôi bào sau 24 giờ thụ tinh, 4 phôi bào sau dưới 48 giờ và 8 phôi bào hoặc hơn trước 72 giờ). Phôi phân chia chậm thường có khả năng làm tổ và sinh sống thấp hơn phôi phát triển bình thường. Vì vậy khi đánh giá lựa chọn phôi, chúng ta thường kết hợp các yếu tố: tốc độ phát triển phôi, hình thái của phôi như số lượng mảnh vụn, độ dày mỏng của màng trong suốt, độ phát triển của phôi bào, và số lượng nhân tế bào. Trong thực tiễn, phôi có 2 phôi bào thường thấy ở thời điểm 24 giờ sau thụ tinh (có khi sớm hơn vào khoảng 20 giờ) và tồn tại cho đến 42 giờ.

Phôi có 4 phôi bào ở thời điểm 36-60 giờ sau thụ tinh. Phôi có 8 phôi bào ở thời điểm sau 54 giờ và thường trước 72 giờ (hình 1. Ở người, còn thấy phôi có 3-5 và 7 phôi bào đó là do phôi được quan sát khi đang phân chia. Một số nghiên cứu thấy rằng phôi nam phát triển nhanh hơn phôi nữ [11],[12].

Đối với trứng thụ tinh bình thường, nếu không phân chia trong vòng 24 giờ thường dẫn đến giảm khả năng sống, nhưng nếu phân chia nhanh quá (phân chia trong vòng 12 giờ) cũng không phải là dấu hiệu phôi tốt [13]. Phôi có 3 tiền nhân có thể phân chia với tốc độ nhanh hơn cho đến giai đoạn phôi dâu và sau đó thường ngừng phát triển. Những hợp tử này có thoi phân bào có 3 cực phân chia thành 3 phôi bào ở giai đoạn phân chia đầu tiên dẫn đến phôi có nhiều phôi bào hơn sau phân chia chứ không phải là phôi phát triển nhanh hơn.1: Sự phát triển của phôi ngày 2 và 3 (từ trái qua phải: phôi có 2 phôi bào, 4 phôi bào, 6 phôi bào và 8 phôi bào) (Nguồn: RRFC) 8 1. Ở người phôi dâu bắt đầu hình thành khi phôi ở giai đoạn 8 phôi bào và bắt đầu quá trình kết đặc (compaction).

Quá trình phôi kết đặc là một quá trình hình thành các liên kết chặt chẽ giữa các phôi bào, phần phôi bào tiếp xúc với nhau tăng lên và dàn phẳng ra tạo thành một khối không nhìn rõ các ranh giới giữa các phôi bào, bề mặt của phôi được phủ một lớp vi nhung mao (microvilli). Các phôi bào hoặc mảnh vụn tế bào mà không hình thành liên kết với các phôi bào khác sẽ bị đẩy ra ngoài khối phôi nhưng vẫn ở phía trong màng trong suốt cho tới khi phôi thoát màng [14]. Khi phôi bắt đầu kết đặc lại, các phôi bào tương tác với nhau làm các phôi bào không còn đặc tính toàn năng (totipotency) nữa và đây là sự khởi đầu cho sự sao mã DNA của phôi. Dưới kính hiển vi, hình thái của phôi dâu được thể hiện bằng sự tăng tiếp xúc giữa các phôi bào, nhưng ranh giới giữa các phôi bào còn nhìn thấy.

Khi quá trình kết đặc tăng dần, ranh giới giữa các phôi bào trở nên khó phân biệt do các phôi bào dàn phẳng ra và kết liền với nhau. Phôi dâu lúc ở giai đoạn này hoàn toàn trông như một tế bào có nhiều nhân (hình 1. Phôi dâu ở người có thể xuất hiện sớm khoảng 65 giờ sau thụ tinh, nhưng thường xuất hiện giữa ngày thứ 3 và thứ 4 sau thụ tinh [15].2: Phôi dâu ngày 4 (từ trái qua phải: các phôi bào bắt đầu kết đặc ở vài điểm nhưng vẫn nhìn rõ ranh giới giữa các phôi bào; các phôi bào kết đặc nhưng thấy ranh giới ở góc 9-12 giờ, có nhiều nhân; kết đặc hoàn toàn không rõ ranh giới các phôi bào) (Nguồn: RRFC) 9 1. Sau khi phôi kết đặc, phôi bắt đầu lớn dần và tạo nang dịch bên trong (hình 1.3) tạo điều kiện cho sự phát triển để phôi bào biệt hóa thành nguyên bào lá nuôi và mầm phôi.

Quá trình tạo nang bao gồm sự tích lũy dịch vận chuyển bởi các nguyên bào lá nuôi. Để hoàn thành quá trình này, nguyên bào lá nuôi đầu tiên phụ thuộc vào sự hoàn thành quá trình phân cực tế bào và hình thành mối liên kết chặt giữa các nguyên bào lá nuôi. Sự liên kết và vị trí các phôi bào trong phôi kiểm soát sự phân cực tế bào.3: Phôi giai đoạn tạo nang/ cavitation (từ trái qua phải: xuất hiện khe dịch ở góc 2 giờ; các khe dịch lớn dần, nhiều lên, khe dịch chiếm dưới 1/2 thể tích phôi) (Nguồn: RRFC) Sự hình thành và phát triển phôi nang phụ thuộc vào một số yếu tố liên quan đến bệnh nhân như: chất lượng tinh trùng, tuổi của mẹ cũng như các yếu tố khác liên quan đến sự phát triển của phôi ở giai đoạn trước đó. Số lượng noãn thu được, số lượng trứng thụ tinh, số lượng hợp tử, và số lượng phôi phát triển đến giai đoạn 8 phôi bào vào ngày 3 cũng ảnh hưởng đến sự hình thành phôi nang.

Phôi nang thường hình thành khoảng 100 giờ sau khi thụ tinh.