La fécondation in vitro (FIV) et l'injection intracytoplasmique de spermatozoïdes (ICSI) sont des techniques d'assistance médicale à la procréation (AMP) qui offrent un espoir aux couples infertiles. Cependant, malgré les avancées technologiques, le succès de ces procédures n'est pas garanti. Un échec de fécondation peut être une source de déception et d'interrogation pour les couples. Cet article vise à explorer les causes possibles de l'absence de fécondation en FIV et ICSI, en mettant l'accent sur les facteurs ovocytaires et spermatiques, ainsi que sur les solutions potentielles.
La Fécondation In Vitro : Un Aperçu
La fécondation in vitro (FIV) est une technique qui consiste à féconder un ovocyte avec un spermatozoïde en laboratoire, en dehors du corps de la femme. Les embryons résultants sont ensuite transférés dans l'utérus, dans l'espoir qu'ils s'implantent et se développent en une grossesse. Les chances de succès de la FIV ne sont que de 20 à 25 % par tentative.
FIV Classique
La FIV dite « classique » consiste à mettre en contact des ovocytes et des spermatozoïdes dans des microgouttes de culture à l’intérieur de boîtes de Pétri stériles. Les gouttes sont recouvertes d’huile pour éviter une évaporation.
ICSI : Une Alternative à la FIV Classique
L'ICSI (injection intracytoplasmique de spermatozoïdes) est une technique d'AMP qui consiste à injecter un seul spermatozoïde directement dans l'ovocyte. Cette technique est principalement proposée quand le spermogramme est altéré de façon reproductible.
L’ICSI ou Injection Intra-Cytoplasmique de Spermatozoïdes a été inventée en Belgique et a révolutionné le domaine de l’infertilité masculine. Elle court-circuite les étapes initiales de l’interaction gamétique.
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Pour chacun des ovocytes, un spermatozoïde est sélectionné. Sous contrôle d’un microscope, le biologiste maintient l’ovocyte avec une micropipette et, avec une autre micropipette, aspire le spermatozoïde sélectionné puis l’injecte à l’intérieur de l’ovocyte. Cette micro-injection est renouvelée pour chaque ovocyte fécondable. Les ovocytes sont ensuite remis dans une boîte de culture dans l’incubateur à 37° C pour les étapes suivantes.
Facteurs Affectant la Fécondation
Plusieurs facteurs peuvent influencer le succès de la fécondation en FIV et ICSI. Ces facteurs peuvent être liés à l'ovocyte, au spermatozoïde ou à des problèmes techniques.
Facteurs Ovocytaires
La qualité et la maturité des ovocytes jouent un rôle crucial dans la fécondation.
Anomalies Chromosomiques
Environ 25 à 30 % des ovocytes sont porteurs d’anomalies chromosomiques.
Maturité des Ovocytes
Une ponction contient un lot hétérogène d’ovocytes : certains sont parfaitement matures, d’autres le sont incomplètement, d’autres enfin sont totalement immatures. Les proportions de ces différentes catégories sont très variables d’une ponction à l’autre et il peut même se faire qu’il n’y ait aucun ovocyte parfaitement mature.
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Au laboratoire, seuls les ovocytes totalement immatures (c’est-à-dire sans maturité nucléaire et donc sans globule polaire) peuvent être repérés. On peut cependant apprécier grossièrement la maturité d'ensemble du lot d'ovocytes : plus le nombre d'ovocytes avec maturité nucléaire (avec globule polaire) est élevé, plus il y a de chances que les autres ovocytes avec maturité nucléaire soient parfaitement matures au plan cytoplasmique.
Enfin, plus le nombre d'ovocytes recueillis est proche du nombre de follicules de grande taille, plus il y a de chances que les ovocytes les plus matures aient été prélevés.
Morphologie Ovocytaire
Il existe plusieurs manières d'évaluer la qualité ovocytaire, mais la plus simple est l'évaluation morphologique. Un certain nombre d'ovocytes recueillis après traitement inducteur de l'ovulation sont dysmorphiques et présentent des anomalies de taille, de forme ou de structure telles qu'inclusions cytoplasmiques, granulations ou vacuoles.
Dans une étude, deux types d'ovocytes avaient un taux de fécondation significativement diminué : ceux ayant un espace périvitellin augmenté et ceux présentant des anomalies multiples. Aucune dysmorphie - à part l'atrésie - n'était associée à un échec complet de fécondation.
Anomalies Cytoplasmiques
Au cours de la maturation finale de l'ovocyte, des modifications morphologiques, métaboliques et des changements dans l'expression des gènes préparent ce que l'on appelle communément la maturation cytoplasmique.
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Une étude a montré que la quantité d'ADN mitochondrial joue un rôle dans la fécondabilité des ovocytes. Ces différences dans la biogenèse mitochondriale reflètent vraisemblablement des variations dans le degré de maturation cytoplasmique.
Autres Anomalies Ovocytaires
D'autres anomalies ovocytaires peuvent être responsables d'un échec de fécondation sans toutefois, le plus souvent, intéresser toute la cohorte. C'est le cas des anomalies de la zone pellucide (zona hardening), qui s'exprime par une modification du poids moléculaire des glycoprotéines de la zona , ainsi que des anomalies cytoplasmiques caractérisées par un faible nombre de granules corticaux.
Facteurs Spermatiques
La qualité du sperme est également un facteur déterminant dans la fécondation.
Anomalies Chromosomiques
Environ 10 % des spermatozoïdes sont porteurs d’anomalies chromosomiques. Ce ne sont pas nécessairement les spermatozoïdes de forme atypique qui portent ces aberrations et il n’est pas certain que ces spermatozoïdes porteurs d’anomalies soient moins fécondants.
Pouvoir Fécondant du Sperme
Il exprime le pourcentage de spermatozoïdes fécondants. Cette propriété qu’on appelle fécondance permet à un spermatozoïde de rencontrer un ovocyte et de fusionner avec lui. Mais on ne sait pas reconnaître à coup sûr les spermatozoïdes fécondants.
Il est faux de dire que le nombre et la mobilité des spermatozoïdes diminuant, il y aura toujours dans un sperme le ou les quelques spermatozoïdes fécondants. En réalité, la diminution du nombre et de la mobilité ne sont que les signes d’une baisse de fécondance. Donc dans les spermes de mauvaise qualité, il peut n’y avoir aucun spermatozoïde fécondant, bien qu’il y en ait encore d’apparemment normaux et mobiles.
Certains traitements (comme dans le cas d’une infection du sperme), l’utilisation de vitamines à visée antioxydante et l’arrêt de facteurs toxiques comme le tabac et l’alcool permettent souvent une amélioration des paramètres du sperme.
Interaction Ovocyte-Spermatozoïde
L'interaction ovocyte-spermatozoïde est essentielle pour obtenir une fécondation en FIV conventionnelle. Dans le groupe avec 0 % de fécondation, 70 % des ovocytes avaient moins de 5 spermatozoïdes fixés sur la zone pellucide alors que ce taux n'était que de 17 % dans le groupe avec 50-95 % de fécondation.
Fécondance des spermatozoïdes
En FIV conventionnelle, il n'en est pas de même. L'examen de base reste le spermogramme, qui certes, donne une indication sur les potentialités fécondantes du sperme, sans pour autant prédire avec exactitude la fécondance d'un sperme donné.
Le dernier en date de ces tests est l'étude de la fragmentation de l'ADN spermatique, qui, comme les autres semble corrélé à la fécondance du sperme (sans pour autant la prédire), mais également à sa capacité à engendrer un embryon viable.
Autres Facteurs
D'autres facteurs peuvent également contribuer à l'absence de fécondation, tels que :
- Facteurs techniques : Des erreurs lors de la manipulation des gamètes ou des problèmes avec les milieux de culture peuvent affecter la fécondation.
- Facteurs inexpliqués : Dans certains cas, la cause de l'échec de fécondation reste inconnue, malgré des ovocytes et des spermatozoïdes d'apparence normale.
Solutions et Alternatives
Face à un échec de fécondation, plusieurs options peuvent être envisagées :
- ICSI : En cas d'échec de FIV classique, l'ICSI peut être proposée lors de la tentative suivante, surtout en présence d'une déficience spermatique.
- Activation ovocytaire : Des techniques d’activation ovocytaire assistée, telles que les stimulations électriques ou chimiques, peuvent être utilisées pour « donner un coup de pouce » au processus de fécondation.
- FIV/ICSI : Il est possible de partager les ovocytes entre FIV et ICSI si au moins 6 ovocytes sont recueillis.
- Amélioration de la qualité du sperme : Certains traitements, l’utilisation de vitamines à visée antioxydante et l’arrêt de facteurs toxiques comme le tabac et l’alcool peuvent souvent améliorer les paramètres du sperme.
- Don de gamètes : Dans les cas où les ovocytes ou les spermatozoïdes ne sont pas utilisables, le don de gamètes peut être envisagé.
L'Échec Total de Fécondation en ICSI
Dans environ 3 % des cycles d'ICSI, il n'y a aucune fécondation. Cet échec peut s'expliquer par différents facteurs liés à l'ovocyte (ovocytes en faible nombre ou en voie d'atrésie) ou au sperme et tout particulièrement l'akinétospermie (spermatozoïdes immobiles) et la globozoospermie (spermatozoïdes à tête ronde).
Comment y remédier ?
L'ICSI du lendemain
En cas d'échec de FIV, certains ont proposé l'ICSI du lendemain, avec toutefois des résultats peu concluants. Le vieillissement de l'ovocyte semble être en cause dans l'incapacité des embryons à s'implanter et à permettre un développement à terme.
Tout ICSI ou mi-FIV mi-ICSI à la deuxième tentative
La solution de facilité après un échec de FIV est de proposer tout ICSI à la deuxième tentative. Si cette solution est la plus efficace, elle n'est pas la plus satisfaisante puisque l'on sait que des fécondations peuvent être obtenues en FIV après un 1er échec. C'est pourquoi il a été proposé de partager les ovocytes entre FIV et ICSI si au moins 6 ovocytes étaient recueillis.
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