L'injection intracytoplasmique de spermatozoïdes (ICSI), abréviation de l'anglais "Intracytoplasmic Sperm Injection", est une technique de fécondation in vitro (FIV) utilisée dans le cadre de la procréation médicalement assistée (PMA). Elle consiste à injecter un seul spermatozoïde directement dans un ovocyte. Cette technique a révolutionné le traitement de l'infertilité masculine sévère et offre une chance de concevoir aux couples pour qui la FIV classique serait inefficace.
Historique et développement de l'ICSI
La première FIV ICSI a été réalisée au centre de médecine de la reproduction de l’université libre néerlandophone de Bruxelles. Cette avancée majeure a ouvert de nouvelles perspectives pour les hommes souffrant de problèmes de fertilité sévères.
Principe de l'ICSI
Contrairement à la FIV classique où les spermatozoïdes sont mis en contact direct avec l'ovocyte, l'ICSI implique la sélection d'un seul spermatozoïde, choisi sur des critères morphologiques et de mobilité. Ce spermatozoïde est ensuite injecté directement dans le cytoplasme de l'ovocyte à l'aide d'une micropipette.
Sélection du spermatozoïde
La sélection du spermatozoïde est une étape cruciale de l'ICSI. Les biologistes examinent attentivement les spermatozoïdes pour choisir celui qui présente la meilleure morphologie et la mobilité la plus active. Cette sélection permet d'optimiser les chances de fécondation et de développement embryonnaire normal.
Micro-injection
Une fois le spermatozoïde sélectionné, il est aspiré dans une micropipette d'injection. Simultanément, une autre micropipette maintient l'ovocyte par aspiration. Le spermatozoïde est ensuite délicatement injecté à l'intérieur de l'ovocyte. Cette micro-injection est répétée pour chaque ovocyte fécondable.
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Indications de l'ICSI
L'ICSI est particulièrement indiquée dans les situations suivantes :
- Oligospermie sévère : Le nombre de spermatozoïdes recueillis est très faible (moins de 1 million de spermatozoïdes par millilitre de sperme).
- Asthénospermie sévère : Anomalie du sperme impactant la mobilité des spermatozoïdes pouvant compromettre la fécondation naturelle, communément appelé « syndrome du spermatozoïde paresseux ».
- Tératospermie sévère : Nombre important d'anomalies morphologiques du spermatozoïde. Elle est généralement associée à un fort taux de fragmentation de l’ADN et d’anomalies chromosomiques, qui sont délétères lors de la fécondation et du développement embryonnaire.
- Azoospermie obstructive : Absence complète de spermatozoïdes dans l’éjaculat en raison d’une obstruction, auquel cas les spermatozoïdes peuvent être prélevés chirurgicalement dans les voies génitales masculines ou dans le testicule.
- Échecs de fécondation antérieurs : Après une ou plusieurs tentatives de FIV classique infructueuses.
- Maladies infectieuses chez le partenaire masculin : Si le partenaire masculin est atteint d’une maladie infectieuse (VIH, hépatite B ou hépatite C), la FIV ICSI permet de limiter le risque de transmission de l’infection à la femme.
Déroulement d'une FIV ICSI
Hormis le processus de fécondation in vitro qui diffère, le parcours de FIV ICSI est en tout point similaire à celui d’une FIV classique. Il comprend les étapes suivantes :
- Stimulation ovarienne : La femme reçoit des injections d'hormones (FSH naturelle ou recombinante) pour stimuler la croissance de plusieurs follicules ovariens, chacun contenant un ovocyte. Le but du traitement est de stimuler les ovaires pour faire grossir plusieurs follicules sur chaque ovaire (pour obtenir plusieurs ovocytes) tout en empêchant que les ovocytes s’échappent de l’ovaire (ovulation prématurée).
- Surveillance de la stimulation ovarienne : La stimulation ovarienne est surveillée par des échographies et des prises de sang régulières pour adapter le traitement et s'assurer que les follicules se développent correctement.
- Déclenchement de l'ovulation : Lorsque les follicules sont suffisamment matures, une injection d'hCG est administrée pour déclencher l'ovulation.
- Ponction ovocytaire : Les ovocytes sont prélevés par ponction folliculaire, une intervention réalisée sous contrôle échographique. Parallèlement à cette ponction ovocytaire, le recueil du sperme est réalisé.
- Fécondation in vitro par ICSI : Les ovocytes matures sont micro-injectés avec un spermatozoïde sélectionné.
- Culture embryonnaire : Les ovocytes fécondés sont placés dans un incubateur à 37° C pour permettre le développement des embryons.
- Transfert embryonnaire : Un ou deux embryons sont transférés dans l'utérus de la femme. Le nombre d’embryon(s) transféré(s) proposé dépend de l’âge de la conjointe, de la qualité des embryons avec présence ou non d’embryon(s) surnuméraire(s), du rang de la tentative, du déroulement du traitement.
- Soutien de la phase lutéale : La femme reçoit un traitement hormonal pour soutenir la phase lutéale et favoriser l'implantation de l'embryon.
- Test de grossesse : Un test de grossesse est réalisé environ deux semaines après le transfert embryonnaire.
Activation ovocytaire et signalisation calcique
L’activation de l’ovocyte lors de la fécondation est induite par des variations du niveau intracellulaire de calcium (Cai) quelle que soit l’espèce considérée. Chez les mammifères dont l’homme, des oscillations de Cai dont l’intensité et la fréquence dépendent de l’espèce, sont non seulement nécessaires et suffisantes pour la reprise de la méiose en métaphase II et l’activation du métabolisme, mais pourraient également contrôler le développement précoce de l’embryon.
L’interaction du spermatozoïde au niveau de la membrane plasmique de l’ovocyte est court-circuitée pendant l’ICSI. Cela conforte l’hypothèse selon laquelle l’activation de l’ovocyte serait due à l’injection d’un (ou de plusieurs) facteur(s) contenu(s) dans le spermatozoïde et possédant les propriétés d’un oscillateur calcique. Cependant, il est possible que certaines voies de signalisation, normalement déclenchées au niveau de la membrane plasmique lors de l’interaction avec le spermatozoïde, ne soient pas activées après ICSI et puissent engendrer des anomalies au cours du développement embryonnaire.
ICSI et empreinte génomique
Chaque cellule possède deux copies de chaque gène, d’origine maternelle et paternelle, mais il existe des gènes pour lesquels une seule des deux copies s’exprime, l’autre étant réprimée selon l’origine parentale : c’est ce qu’on appelle l’empreinte génomique. Avant la fécondation, un des allèles, maternel ou paternel, est rendu silencieux, puis transmis à la descendance dans cette configuration. Chez l’homme, ce processus est essentiel pour le développement du placenta et de l’embryon.
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Les voies de signalisation issues de la membrane plasmique et activées par l’interaction et la fusion entre les gamètes sont court-circuitées lors de l’ICSI. Un chaînon ou un élément manquant peut-il avoir des répercussions sur les processus épigénétiques ? La déméthylation active du génome paternel est-elle liée à la signalisation calcique lors de la fécondation ? Des défauts des oscillations calciques, ou des signaux calciques aberrants, par exemple issus de l’activation préalable de l’ovocyte par du ionophore au calcium comme mentionné ci-dessus, peuvent-ils avoir une incidence sur les mécanismes d’épigenèse stimulés après fécondation ?
Taux de succès de l'ICSI
En 2017, selon le rapport médical et scientifique de l’Agence de Biomédecine, 7 863 accouchements ont été réalisés suite à 43 254 tentatives de la fécondation in vitro ICSI. Les taux de succès de l'ICSI varient en fonction de plusieurs facteurs, notamment l'âge de la femme, la qualité des ovocytes et des spermatozoïdes, et la cause de l'infertilité.
Risques et complications de l'ICSI
Bien que l'ICSI soit une technique relativement sûre, elle n'est pas sans risques. Les complications potentielles comprennent :
- Complications liées à la stimulation ovarienne : Hyperstimulation ovarienne, grossesse multiple.
- Complications liées à la ponction ovocytaire : Hémorragie, infection.
- Risques pour l'enfant à naître : On observe généralement un taux légèrement plus élevé de poids de naissance inférieur à la normale et de naissances prématurées chez les enfants conçus par FIV. Bien qu'il y ait eu des préoccupations concernant un risque accru de troubles épigénétiques, les études à long terme sont nécessaires pour évaluer pleinement ces risques.
Aspects à considérer avant de recourir à l'ICSI
Avant de s'engager dans un cycle d'ICSI, il est important de prendre en compte les aspects suivants :
- Évaluation approfondie de la fertilité : Il est essentiel de réaliser un bilan de fertilité complet pour identifier la cause de l'infertilité et déterminer si l'ICSI est la technique la plus appropriée.
- Conseil génétique : Un conseil génétique peut être recommandé pour évaluer les risques de transmission de maladies génétiques à l'enfant.
- Soutien psychologique : La PMA peut être une expérience stressante et émotionnellement éprouvante. Un soutien psychologique peut aider les couples à faire face aux défis de ce parcours.
L'avenir de l'ICSI
L'ICSI a considérablement amélioré les chances de conception pour les couples souffrant d'infertilité masculine sévère. Les recherches se poursuivent pour améliorer encore les techniques d'ICSI et réduire les risques potentiels. L'évaluation de la sécurité vis-à-vis de l’empreinte génétique des techniques utilisées en FIV demanderait à être évaluée avec attention.
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