Sử dụng tinh trùng tôm thẻ chân trắng đã được thủy tinh hóa

Thủy tinh hóa tinh trùng là gì?

Thủy tinh hóa tinh trùng là 1 trong 2 kỹ thuật bảo quản đông lạnh tinh trùng phục vụ cho việc thụ tinh nhân tạo. Hiện nay, kỹ thuật đông lạnh có thể được chia thành 2 nhóm chính: hạ nhiệt độ chậm (slow freezing) và thủy tinh hóa (vitrification). 

Trong y học của người phương pháp thủy tinh hóa với các cải tiến mới được áp dụng thành công trong trữ lạnh trứng và phôi người. Phương pháp thủy tinh hóa cũng được thử nghiệm để bảo quản lạnh các tế bào mầm nguyên thủy trong nhiều loài động vật có vú và cá. 

Những báo cáo trước đây cho thấy lệ thụ tinh trong cá hồi cầu vồng thấp hơn đáng kể khi so sánh với phương pháp sử dụng tinh trùng tươi trong nhóm đối chứng (Figueroa và cộng sự. 2013). Nhưng một nghiên cứu khác cũng cho thấy việc thụ tinh nhân tạo khi sử dụng các tinh trùng đông lạnh trên tôm sú Penaeus monodon dẫn đến tỷ lệ nở và tăng trưởng cao không khác gì phương pháp thụ tinh nhân tạo sử dụng tinh trùng tươi.

Thủy tinh hóa tinh dịch tôm thẻ chân trắng

Nghiên cứu này đánh giá hiệu quả của ba giải pháp bảo quản cryo (cryoprotectant) là lecithin (L), methanol (M) và sự kết hợp cả 2 cho quá trình thủy tinh hóa tinh trùng và thụ tinh nhân tạo với các tinh trùng đông lạnh của Litopenaeus vannamei.

Các dung dịch được thử nghiệm là 30% methanol, 2% lecithin đậu nành, và 30% methanol + 2% lecithin đậu nành.

Các cá thể tôm cái trưởng thành hoàn toàn được thụ tinh nhân tạo với tinh trùng đông lạnh và tinh trùng tươi (nhóm đối chứng). 

Kết quả:

Màng tế bào tinh trùng vẫn còn nguyên vẹn, với khả năng tồn tại tinh trùng khoảng 90% trong suốt 150 ngày bảo quản bằng bảo quản cryo. Với sự thụ tinh thành công của noãn bào và sự toàn vẹn của màng tinh trùng, chúng ta có thể suy ra tế bào tinh trùng không bị hư hại về mặt cấu trúc.

Trong phân tích các mẫu sinh sản sau 3 giờ, tất cả các phương pháp điều trị cho thấy trứng có phân bào tế bào phù hợp với thụ tinh. 

Tỷ lệ thụ tinh thay đổi đáng kể giữa các nghiệm thức và nhóm tôm cái thụ tinh với tinh trùng đông lạnh sử dụng lecithin + methanol (LM) cho tỷ lệ thụ tinh thấp nhất (~ 54%). Tỷ lệ thụ tinh cao hơn của lecithin (L) hoặc methanol (M), so với các chất kết hợp cryopro (LM) gợi ý rằng chúng hoạt động tốt hơn như chất bảo vệ trong phương pháp thủy tinh hóa cryo cho tinh trùng tôm thẻ chân trắng khi được sử dụng riêng lẻ.

Mặc dù tất cả các phương pháp điều trị cho thấy tỷ lệ thụ tinh trên 50%, các mẫu thu được sau 15 giờ đẻ trứng cho thấy tỷ lệ nở vẫn còn thấp (~ 12%). Tất cả các trứng đẻ đều có trứng ở các giai đoạn khác nhau của sự phát triển phôi thai (Hình 2a) hoặc với các bộ phận tế bào không đều.

Kích thước của trứng thay đổi giữa các nghiệm thức trong cả giai đoạn đẻ trứng sau 3 và 15 giờ, nhưng điều trị LM cho thấy đường kính trứng cao nhất.

Hình 1 Trứng thụ tinh ở các giai đoạn phát triển phôi khác nhau 3 giờ sau khi sinh sản bằng cách sử dụng tinh trùng thủy tinh thụ tinh nhân tạo trong 150 ngày.

Hình 2:  Trứng ở các giai đoạn khác nhau của sự phát triển phôi và nauplii 15 giờ sau khi thụ tinh nhân tạo (a) và tinh trùng (b) bảo quản trong vòng 150 ngày.

Báo cáo này cho thấy phương pháp thủy tinh hóa hiệu quả trong việc duy trì tỷ lệ sống sót và sự toàn vẹn của tinh trùng. Mặc dù sự thụ tinh của trứng đã đạt được thành công bằng thụ tinh nhân tạo với các tinh trùng đông lạnh tuy nhiên tỷ lệ nở thấp cho thấy phân đoạn DNA của tế bào tinh trùng thủy tinh hóa cần được nghiên cứu thêm. Đây là báo cáo đầu tiên về sự thụ tinh nhân tạo sử dụng tinh trùng được thủy tinh hóa trong tôm thẻ chân trắng và cho thấy quá trình thủy tinh hóa là một phương pháp đông lạnh nhanh với kết quả đầy hứa hẹn cho việc bảo quản lạnh tinh trùng tôm thẻ chân trắng.