Các phương pháp chọn lựa tinh trùng

Vì sao cần lựa chọn tinh trùng?

1/6 cặp vợ chồng trong độ tuổi sinh sản trên thế giới bị hiếm muộn, nam giới chiếm khoảng 50% các trường hợp. Và dù nguyên nhân hiếm muộn do nam giới hay nữ thì khi thực hiện các phương pháp hỗ trợ sinh sản (IUI, IVF cổ điển, IVF/ICSI) thì việc chọn lựa tinh trùng rất quan trọng.

Tinh trùng sẽ được thu nhận bằng 2 cách xuất tinh hoặc thủ thuật. Sau khi lấy được tinh dịch, cần chọn lựa được tinh trùng khỏe mạnh để tiếp tục thực hiện các bước tiếp theo của hỗ trợ sinh sản (chuyển vào tử cung người nữ, tiêm vào bào tương noãn…).

Lợi ích của việc chuẩn bị tinh trùng:

• Chọn được các tinh trùng bình thường, di động tốt, đồng thời cô đặc các tinh trùng này trong 1 thể tích nhỏ, thuận lợi cho các phương pháp điều trị.
• Loại được các tế bào chết, hầu hết các vi sinh vật, phần lớn các chất độc với tinh trùng.
• Loại được một phần lớn prostaglandins trong tinh dịch, tránh co thắt tử cung trong phương pháp IUI (Intrauterine Insemination.
• Kích thích sự hoạt hóa đầu tinh trùng, tạo điều kiện thuận lợi cho tinh trùng thụ tinh với trứng.
• Giảm được phần lớn nguy cơ nhiễm trùng từ tinh dịch.
• Tránh được nguy cơ sốc phản vệ đôi khi xảy ra khi bơm tinh trùng vào buồng tử cung.

Chọn lọc tinh trùng bằng phương pháp bơi lên “Swim up”

Những tinh trùng có ích cho thụ tinh là những tinh trùng có khả năng vận động và mang hình thái tốt. Người ta dựa vào chính đặc điểm này mà tách loại tinh trùng tiêu chuẩn ra khỏi những tinh trùng di động kém hoặc bất động.

Ngoài ra chính nhờ đặc điểm này cũng giúp tinh trùng có thể dễ dàng tách ra khỏi các thành phần khác có trong tinh dịch như tế bào bạch cầu, tinh tuơng…

Phương pháp bơi lên “Swim up” được thực hiện khá đơn giản, các chuyên gia chỉ cần phủ một lớp môi trường lên lớp tinh dịch sau đó ủ ấm. Những tinh trùng có khả năng di động tốt sẽ bơi lên phần môi trường bên trên.

Sau khi ủ khoảng 30-45 phút hầu hết những tinh trùng khỏe đã tách khỏi lớp tinh dịch bên dưới. Lúc này chỉ cần tiến hành hút lớp môi trường bên trên là có thể thu được những tinh trùng tốt nhất.

Phương pháp Swim up 

Chọn lọc tinh trùng bằng phương pháp lọc gradient tỷ trọng

Phương pháp “Swim up” chỉ thích hợp với những mẫu có tinh trùng di động tốt. Tuy nhiên, với những mẫu tinh dịch ít hoặc tỷ lệ di động kém thì phương pháp này trở nên không hiệu qủa. Do đó, người ta phát triển một phương pháp chọn lọc tinh trùng khác là ly tâm gradient tỷ trọng để thu tinh trùng hiệu quả hơn.

Tinh trùng có tỷ trọng khác với những thành phần khác của tinh dịch. Do đó khi ly tâm, các có khả năng vận động và hình thái tốt nặng hơn nên có thể tách ra khỏi tinh tương, xuyên qua hai lớp môi trường và lắng xuống đáy ống. Các tinh trùng bất thường có tỷ trọng khác nên cũng không thể đi qua hai lớp môi trường được. Do đó, những tinh trùng thu được sau ly tâm tỷ trọng là những tinh trùng được sử dụng cho các kỹ thuật tiếp theo trong hỗ trợ sinh sản (IUI, ICSI).

Phương pháp này cùng với kỹ thuật swim up là hai cách cơ bản và phổ biến nhất được sử dụng để chọn lựa tinh trùng trong điều trị vô sinh.

Lựa chọn tinh trùng bằng phương pháp vi dịch (MSFF)

Hai phương pháp kể trên được sử dụng tại toàn bộ các lab IVF trên toàn thế giới. Tuy nhiên, những phương pháp đó có thể phải sử dụng khá nhiều bước ly tâm và có thể gây ảnh hưởng đến chất lượng tinh trùng do sinh ra các chất ô xi hoá.

Vì vậy, người ta muốn tìm ra một phương pháp giống với chọn lọc tự nhiên hơn đồng thời vẫn giúp lựa chọn những tinh binh tốt nhất. Phương pháp lựa chọn tinh trùng bằng vi dịch chính là sản phẩm hiện thực hoá ý tưởng đó.

Cũng giống phương pháp bơi lên, lựa chọn tinh trùng bằng vi dịch sử dụng đặc điểm bơi lội của tinh trùng để tách chúng ra khỏi phần còn lại của tinh dịch. Tuy nhiên, khác với swim up phương pháp này tạo ra các chip có các kênh dẫn siêu nhỏ chỉ cho phép tinh trùng bơi qua.

Các rãnh này mô phỏng lại giống quá trình tinh trùng vượt dịch nhày cổ tử cung để tiến vào thụ tinh với trứng. Do đó, MSFF đang ngày càng được lựa chọn và sử dụng tại các phòng lab trên toàn thế giới vì nó ít tác động và giống với tự nhiên hơn.

Lựa chọn tinh trùng bằng từ trường (MACS)

Việc một tế bào tinh trùng có hình thái và khả năng bơi lội xuất sắc không đảm bảo chắc chắn được ADN bên trong có bình thường hay không. Vì chỉ khi các phân tử mang thông tin di truyền từ đời cha bình thường mới giúp tạo phôi và dẫn đến sự ra đời của một em bé khỏe mạnh. Chính vì thế phương pháp lọc tinh trùng bằng từ trường (MACs) đã ra đời để cải thiện khả năng lựa chọn tinh trùng tốt hơn. 

Đối với những tinh trùng có ADN bất thường sẽ bị đẩy vào con đường chết theo chương trình, nghĩa là những chiến binh đã được phát hiện có sai sót trên phân tử ADN sẽ bị loại bỏ. Chính vì thế, trên bề mặt của tinh trùng này có một loại thụ thể khác với các tế bào tinh trùng bình thường khác.

Từ đó, người ta tạo ra các hạt từ có kháng thể bám được vào các thụ thể này. Bởi vậy, khi trộn những hạt từ này với huyền dịch tinh trùng, những tinh trùng bình thường không được gắn hạt từ còn tinh trùng bất thường bị gắn với các hạt từ.

Annexin V nhận ra một kháng nguyên (phosphatidylserine ngoại hóa, EPS) trong màng tế bào apoptotic.

Tế bào aopototic bị gắn nhãn từ tính bởi MACS® ART Annexin V Reagent.

Sau đó, các tinh trùng được đưa qua một cột tách nằm trong một từ trường cố định. Các  tinh trùng bị gắn nhãn sẽ bị giữ lại trong cột.

Tinh trùng sống không bị thuốc thử đánh dấu nhãn nên chúng đi qua cột và được thu lại để sử dụng sau này

1 số phương pháp chọn lựa khác

Điện di phân tách tinh trùng dựa vào điện tích và khối lượng

Hệ thống này dựa trên hai nguyên tắc:

• Tinh trùng chất lượng cao trong xuất tinh có độ âm điện cao nhất (glykocalyx, có nhiều dư lượng axit salic).
• Tinh trùng có thể được tách ra khỏi các tế bào khác (chẳng hạn như bạch cầu và tế bào mầm tiền thân) bằng màng lọc có kích thước nhỏ.

Hyluronan Binding Test

Các bước trưởng thành TT: Loại bỏ bào tương thừa;  Đổi histone thành protamine; Sự trưởng thành màng tế bào; Hình thành các vị trí liên kết Hyaluronan (HA) và liên kết ZP.

Nhiều chứng cứ cho thấy các thụ thể với HA chỉ xuất hiện ở những tinh trùng đã qua giai đoạn trưởng thành thông qua quá trình sắp xếp lại cấu trúc của màng tế bào tinh trùng, và do đó, chỉ những tinh trùng trưởng thành mới có khả năng gắn kết chặt với HA. Cho đến hiện nay, thử nghiệm gắn kết của tinh trùng vào màng trong suốt vẫn được xem là một xét nghiệm giúp sàng lọc các tinh trùng trưởng thành, có khả năng thụ tinh cao và có thể giúp tiên lượng khả năng thành công của IVF cổ điển (Silverberg and Turner, 2009). Khả năng chọn lọc tinh trùng của HA đã được chứng minh là tương đương với màng trong suốt (Huszar et al, 2007; Prinosilova, 2009).

ZP Binding Test

Dựa trên khả năng gắn kết của tinh trùng và trứng non để lựa chọn tinh trùng.

Phân mảnh ADN tinh trùng

"Phân mảnh ADN tinh trùng là một trong những bất thường di truyền của tinh trùng, chiếm khoảng 20% các trường hợp vô sinh nam, tuy nhiên không thể phát hiện được thông qua phân tích tinh dịch đồ. Vì thế, việc xác định mức độ phân mảnh ADN tinh trùng là rất cần thiết để xác định nguyên nhân gây vô sinh ở nam giới. Hỗ trợ các bác sĩ trong quá trình điều trị vô sinh hiếm muộn.

Phân mảnh DNA tinh trùng (Sperm DNA fragment- sDF): Là sự phá vỡ sợi đôi hoặc sợi đơn trong DNA nhân dẫn đến khả năng làm mất hoặc thay đổi thông tin di truyền. 

Hậu quả của việc phân mảnh ADN tinh trùng:

• Tỉ lệ thụ tinh thấp
• Giảm tỉ lệ mang thai
• Chất lượng phôi thai kém và tăng nguy cơ tạo dị tật bẩm sinh
• Tăng tỉ lệ sảy thai

Ý nghĩa của xét nghiệm Phân mảnh ADN tinh trùng:

• Hỗ trợ bác sĩ xác định được nguyên nhân gây vô sinh ở nam giới trong trường hợp kết quả tinh dịch đồ bình thường.
• Giải thích được hiện tượng sảy thai liên tiếp, vô sinh không rõ nguyên nhân và làm IVF thất bại ở các cặp vợ chồng.
• Việc đánh giá toàn diện về chất lượng tinh trùng thông qua xét nghiệm phân mảnh ADN tinh trùng là cực kì cần thiết để tiên lượng khả năng sinh sản và có hướng can thiệp phù hợp nhất (IUI, IVF cổ điển hay IVF/ICSI).