CNSH. Lê Thị Quỳnh – IVFMD SIH – Bệnh viện Phụ sản Quốc tế Sài Gòn

  1. Mở đầu

Việc chuyển đổi từ chuyển phôi giai đoạn phân chia sang chuyển phôi giai đoạn phôi nang đã có sự thay đổi mạnh mẽ nhờ vào sự phát triển của các kỹ thuật hỗ trợ sinh sản (HTSS). Phôi nang là một bước ngoặt quan trọng, nơi phôi bắt đầu sự biệt hóa tế bào đầu tiên và hình thành cấu trúc phức tạp gồm khối tế bào nội mô (Inner Cell Mass - ICM), lớp tế bào lá nuôi (Trophectoderm - TE) và khoang chứa dịch (Blastocoele). Mặc dù phôi nang có tiềm năng làm tổ cao hơn, tuy nhiên cấu trúc đặc thù với khoang dịch lớn lại đặt ra những thách thức đáng kể cho các quy trình vi thao tác, đặc biệt là bảo quản lạnh và sinh thiết phôi. Co màng chủ động (Artificial Collapse - AC) là một kỹ thuật can thiệp để giải quyết rào cản vật lý này nhằm tối ưu hóa tỷ lệ sống và nâng cao hiệu quả chẩn đoán di truyền[1].

Quá trình hình thành khoang phôi nang bắt đầu khi phôi ở giai đoạn dâu trải qua sự nén, nơi các tế bào hình thành các liên kết chặt chẽ và bắt đầu biểu hiện bơm Na+/K+ - ATPase trên màng TE[2]. Sự hoạt động của các bơm này tạo ra một gradient thẩm thấu, kéo nước vào không gian giữa các tế bào, dần dần hình thành khoang chứa dịch.

Khoang dịch này chứa chủ yếu là nước và các ion, đóng vai trò quan trọng trong việc nở rộng phôi để hỗ trợ quá trình thoát màng tự nhiên. Tuy nhiên, lượng dịch này lại là một vấn đề lớn của quá trình thủy tinh hóa (vitrification) vì nước là nguồn gốc chính hình thành các tinh thể đá sắc nhọn khi nhiệt độ hạ xuống đột ngột. Điều này có khả năng gây tổn thương cơ học không thể phục hồi cho ICM và TE[1]. AC được định nghĩa là một kỹ thuật can thiệp vi thao tác chủ động nhằm loại bỏ dịch trong khoang phôi nang một cách có kiểm soát trước khi thực hiện các bước tiếp theo[3]. Cơ chế cốt lõi của AC là tạo ra một lỗ thủng nhỏ trên lớp vỏ zona pellucida (ZP) và làm gián đoạn tạm thời các liên kết giữa các tế bào TE, cho phép dịch thoát ra ngoài[4].

  1. Ứng dụng của co màng chủ động trong kỹ thuật thuỷ tinh hoá

Thủy tinh hóa là phương pháp bảo quản lạnh hàng đầu hiện nay, sử dụng tốc độ hạ nhiệt cực nhanh để đưa dung dịch bao quanh phôi sang trạng thái rắn dạng thủy tinh mà không hình thành tinh thể đá[1].

Khi phôi nang ở trạng thái nở rộng hoàn toàn, các tế bào TE bị kéo căng làm cho các liên kết tế bào trở nên rất chặt chẽ. Điều này dẫn tới sự di chuyển của các phân tử chất bảo quản lạnh (Cryoprotectants - CPAs) bị hạn chế[5]. Việc thực hiện AC giúp giải phóng áp lực nội bào, khiến lớp TE co lại và nới lỏng các khoảng hở giữa các tế bào, từ đó tạo điều kiện cho CPA thẩm thấu vào bên trong nhanh chóng và đồng đều hơn[6]. Sự thẩm thấu hiệu quả của CPA là yếu tố quyết định để bảo vệ các bào quan và màng tế bào khỏi sự biến dạng do áp suất thẩm thấu gây ra[7].

Hiệu quả của AC được minh chứng qua tỷ lệ sống của phôi sau khi rã. Dữ liệu thực nghiệm trong nghiên cứu của Darwish và cộng sự (2016) cho thấy tỷ lệ sống của phôi nang có thực hiện AC đạt từ 97,3% đến hơn 99%, trong khi nhóm không can thiệp chỉ đạt khoảng 74,9% đến 92%[1]. Bên cạnh đó, phôi nang đã trải qua AC có xu hướng nở rộng trở lại (re-expansion) nhanh hơn sau rã đông, với tốc độ trung bình nhanh hơn nhóm đối chứng theo nghiên cứu của B Kovačič và cộng sự (2017)[2].

Bảng 1: So sánh các thông số đánh giá giữa nhóm có can thiệp AC và nhóm chứng[1,2]

Thông số đánh giá

Nhóm có can thiệp AC

Nhóm chứng (không AC)

Tỷ lệ phôi sống

97,3% - 99%

74,9% - 92%

Tỷ lệ thai lâm sàng

36,3%

27,9%

Tỷ lệ làm tổ

29,9%

23%
  1. Ứng dụng của co màng chủ động trong sinh thiết phôi và xét nghiệm di truyền tiền làm tổ

Sinh thiết tế bào lá nuôi (TE biopsy) là phương pháp lấy mẫu phổ biến nhất trong PGT[8]. AC đóng vai trò kép trong quy trình này.

Bằng cách thực hiện AC tại một vị trí xa ICM, áp lực dịch trong khoang phôi giảm đi khiến phôi co lại, tạo ra một khoảng trống vật lý rõ rệt hơn giữa ICM và vùng TE dự định lấy mẫu[1]. Khoảng cách này cho phép chuyên viên phôi học thao tác bằng laser hoặc kim hút một cách chính xác hơn, giảm thiểu nguy cơ nhiệt lượng từ laser gây ảnh hưởng đến các tế bào mầm[8].

AC thường kết hợp với kỹ thuật hỗ trợ thoát màng (Assisted Hatching - AH). Sau khi tạo một lỗ thủng trên ZP, phôi nang sẽ co lại và khi bắt đầu nở rộng trở lại, các tế bào TE sẽ có xu hướng thoát ra ngoài qua lỗ thủng này và dễ tiếp cận hơn để sinh thiết[8]. Theo De Vos và cộng sự (2025), việc sử dụng phương pháp "Vẩy" (Flicking Method) giúp giảm số lần bắn laser, bảo vệ tính toàn vẹn của DNA trong mẫu sinh thiết[8].

  1. Các kỹ thuật co màng chủ động và ứng dụng trong thuỷ tinh hoá phôi

Trong quy trình thuỷ tinh hoá phôi, AC đóng vai trò quan trọng giúp tối ưu hóa tỷ lệ sống của phôi sau rã đông. Bằng cách loại bỏ phần lớn dịch lỏng bên trong khoang phôi, kỹ thuật này ngăn chặn hiệu quả sự hình thành các tinh thể đá có thể gây tổn thương cơ học cho màng tế bào. Đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho CPA thẩm thấu vào phôi một cách đồng nhất. Hiện nay, các phòng thí nghiệm thường cân nhắc lựa chọn giữa ba phương pháp chính tùy thuộc vào trang thiết bị và mục tiêu cụ thể.

Trước hết, phương pháp sử dụng xung laser được xem là “tiêu chuẩn vàng” nhờ tính chính xác và hiệu suất vượt trội[1]. Thay vì tác động cơ học kéo dài, chuyên viên phôi học chỉ cần sử dụng một hoặc vài xung laser hồng ngoại nhắm trực tiếp vào điểm tiếp giáp giữa các tế bào TE để giải phóng dịch khoang phôi ngay lập tức[1]. Ưu điểm lớn nhất của kỹ thuật này là thao tác cực kỳ nhanh chóng và an toàn, giúp phôi duy trì được khả năng phục hồi và tái giãn nở ở mức cao nhất sau khi rã đông[4].

Bên cạnh đó, phương pháp cơ học cũng là một lựa chọn thay thế khả thi thông qua các kỹ thuật vi thao tác. Chuyên viên phôi học có thể sử dụng kim ICSI để đâm xuyên qua ZP và tế bào TE, hoặc dùng pipette thủy tinh có đường kính nhỏ để ép dịch thoát ra ngoài[4]. Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi sự khéo léo rất cao và tiêu tốn nhiều thời gian hơn đáng kể so với laser, đôi khi mất từ 3 đến 18 phút để phôi có thể co lại hoàn toàn, điều này có thể gây áp lực nhất định lên sức sống của tế bào[9].

Cuối cùng, đối với các cơ sở không trang bị hệ thống laser hay vi thao tác phức tạp, phương pháp thẩm thấu cung cấp một giải pháp đơn giản dựa trên nguyên lý hóa lý. Bằng cách đưa phôi vào môi trường ưu trương chứa các chất như sucrose, nước sẽ được rút từ khoang phôi ra ngoài trong khoảng 1 đến 2 phút để cân bằng áp suất[10]. Mặc dù dễ thực hiện, tuy nhiên phương pháp này vẫn tồn tại hạn chế là hiệu quả phôi co đôi khi không triệt để và kém đồng nhất, dẫn đến nguy cơ còn sót dịch bên trong phôi trước khi tiến hành đông lạnh.

Chính vì vậy, để đạt được kết quả tối ưu trong quy trình thuỷ tinh hoá, việc kết hợp giữa kỹ thuật AC bằng laser và môi trường bảo quản hiện đại đang là hướng đi được khuyến khích nhất nhằm bảo vệ tối đa tính toàn vẹn của phôi nang.

  1. Đánh giá hiệu quả lâm sàng và các tranh luận về tính an toàn

Việc áp dụng kỹ thuật AC đã mang lại những cải thiện rõ rệt về kết quả điều trị lâm sàng. Các phân tích gộp như của Levi-Setti và cộng sự (2016) cho thấy AC giúp nâng cao đáng kể tỷ lệ thai (từ 26,3%  lên 27,9%) và tỷ lệ trẻ sinh sống (từ 18,1% đến 26,5%)[11]. Mặc dù vậy, một số nghiên cứu khác lại lưu ý rằng mức độ cải thiện tỷ lệ làm tổ có thể thay đổi và đôi khi không đạt ý nghĩa thống kê trong một số nhóm bệnh nhân cụ thể[12].

Bên cạnh tỷ lệ thành công, AC còn đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa quy trình đông lạnh phôi nhờ khả năng tăng tốc độ thẩm thấu, cho phép rút ngắn thời gian tiếp xúc của phôi với CPA. Minh chứng cho điều này, dựa trên kết quả nghiên cứu mới vào năm 2025 của Sciorio và cộng sự cho thấy nhóm phôi được thực hiện AC và cân bằng trong khoảng 7-8 phút ghi nhận tỷ lệ sảy thai thấp hơn đáng kể (7,6%) so với nhóm kéo dài thời gian cân bằng từ 9-10 phút (14,2%)[7].

Về mặt an toàn sinh học, các dữ liệu theo dõi sức khỏe trẻ sơ sinh từ phôi nang thuỷ tinh hoá đã qua can thiệp AC cho thấy không có sự gia tăng về dị tật bẩm sinh, tình trạng cân nặng thấp khi sinh hay các biến chứng sơ sinh khác so với nhóm phôi phát triển tự nhiên[7]. Hơn nữa, phân tích ở cấp độ phân tử cũng chỉ ra rằng DNA trong các tế bào phôi sau khi áp dụng AC (đặc biệt là phương pháp sử dụng laser) có dấu hiệu tổn thương thấp hơn so với nhóm đối chứng (3% so với 13%).

Nhìn về tương lai, thách thức lớn nhất của lĩnh vực này vẫn là việc tiêu chuẩn hóa quy trình và phụ thuộc vào kinh nghiệm của mỗi chuyên viên phôi học[13]. Do đó, các định hướng nghiên cứu mới trong tương lai đang tập trung vào việc tự động hóa kỹ thuật AC thông qua ứng dụng trí tuệ nhân tạo kết hợp với hệ thống quan sát liên tục (Time-lapse). Sự kết hợp này hứa hẹn sẽ giúp xác định chính xác thời điểm can thiệp tối ưu cho từng cá thể phôi, nâng cao tính đồng bộ và hiệu quả cho các quy trình HTSS[2].

 

Tài liệu tham khảo:

[1] Darwish, E., & Magdi, Y. (2016). Artificial shrinkage of blastocoel using a laser pulse prior to vitrification improves clinical outcome. Journal of assisted reproduction and genetics, 33(4), 467–471. https://doi.org/10.1007/s10815-016-0662-z

[2] Kovacic, B., Plavšic, M., & Vlaisavljevic, V. (2018). Artificial blastocoel collapse of human blastocysts before vitrification and its effect on re-expansion after warming - a prospective observational study using time-lapse microscopy. Journal of Assisted Reproduction and Genetics, 35(3), 441–449. https://doi.org/10.1007/s10815-017-1090-x

[3] de Macedo, J. F., Oliveira, M. R., Gomes, L. M. O., de Macedo, G. C., de Macedo, G. C., Gomes, D. O., & dos Santos, S. I. S. (2019). Laser collapse performance in blastocysts applied before vitrification. Human Reproduction Archives, 33(1), 0-0.

[4] FUJIFILM Irvine Scientific. (n.d.). Collapsing protocol for human blastocysts. https://fujifilmbiosciences.fujifilm.com/collapsing-protocol-for-human-blastocysts

[5] Pooyanfar, et al. (2018). Effects of blastocyst artificial collapse prior to vitrification on hatching and survival rates and the expression of klf4 gene in mouse embryos. Veterinary research forum : an international quarterly journal, 9(1), 87–92.

[6] Cao, et al. (2014). Artificial shrinkage of blastocysts prior to vitrification improves pregnancy outcome: Analysis of 1028 consecutive warming cycles. Fertility and Sterility, 102(3), e107. https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2014.07.365

[7] Sciorio, et al. (2025). A shorter pre-vitrification equilibration time for laser-collapsed human blastocysts is associated with a lower miscarriage rate in ART treatments. JBRA assisted reproduction, 29(2), 323–332. https://doi.org/10.5935/1518-0557.20250013

[8] De Vos A, De Munck N. Trophectoderm Biopsy: Present State of the Art. Genes. 2025; 16(2):134. https://doi.org/10.3390/genes16020134

[9] Mukaida, T., Oka, C., Goto, T., & Takahashi, K. (2006). Blastocoele collapse by micropipetting prior to vitrification gives excellent survival and pregnancy outcomes for human day 5 and 6 expanded blastocysts. Human Reproduction, 21(4), 1037–1042. https://doi.org/10.1093/humrep/dei404

[10] Iwayama, H., Hochi, S., & Yamashita, M. (2011). In vitro and in vivo viability of human blastocysts collapsed by laser pulse or osmotic shock prior to vitrification. Journal of assisted reproduction and genetics, 28(4), 355–361. https://doi.org/10.1007/s10815-010-9522-4

[11] Levi-Setti, et al. (2016). Artificial shrinkage of blastocysts prior to vitrification improves pregnancy outcome: analysis of 1028 consecutive warming cycles. Journal of assisted reproduction and genetics, 33(4), 461–466. https://doi.org/10.1007/s10815-016-0655-y

[12] Li, H., Guo, X., & Cheng, H. (2020). Should artificial shrinkage be performed prior to blastocyst vitrification? A systematic review of the literature and meta-analysis. Journal of Assisted Reproduction and Genetics, 37(2), 261–268. https://doi.org/10.1007/s10815-019-01673-x

[13] Coll, et al. (2022). The effect of trophectoderm biopsy technique and sample handling on artefactual mosaicism. Journal of assisted reproduction and genetics, 39(6), 1333–1340. https://doi.org/10.1007/s10815-022-02453-9