Introduction
La fécondation, étape cruciale de la reproduction, est un processus complexe résultant de l'interaction entre l'ovocyte et le spermatozoïde. Cette interaction est une cascade d'événements biochimiques qui peuvent être perturbés à différents niveaux, entraînant des échecs de fécondation. L'activation ovocytaire assistée (AOA) est une technique innovante qui vise à améliorer les chances de fécondation en mimant les mécanismes naturels d'activation de l'ovocyte. Parmi les méthodes d'AOA, l'utilisation de l'ionophore de calcium (Ca-Ionophore) a suscité un intérêt croissant ces dernières années. Cet article explore en détail l'utilisation de l'ionophore de calcium dans le cadre de l'ICSI (injection intracytoplasmique de spermatozoïdes), ses mécanismes d'action, ses indications, ses résultats et les considérations de sécurité associées.
Les défis de la fécondation et l'ICSI
La fécondation de l’ovocyte est généralement décrite comme la pénétration du spermatozoïde dans l’ovocyte par une succession d’étapes. Il peut arriver que certains spermatozoïdes, ou certains ovocytes ne soient pas en mesure de participer au phénomène d’activation. Ce peut être le cas des spermatozoïdes sans acrosome ou des patients qui présentent une globozoospermie. Ces particularités entraînent le plus souvent un échec de fécondation même lorsque la technique de micro-injection des spermatozoïdes dans l’ovocyte est utilisée (ICSI).
Pour les cas d’infertilité masculine sévère, la technique de fécondation in vitro (FIV) avec micro-injection intracytoplasmique du spermatozoïde (ICSI) dans l’ovocyte représente souvent le seul recours thérapeutique. L'ICSI consiste à déposer un spermatozoïde dans chaque ovule à l’aide d’un microscope spécial. C’est à l’heure actuelle la méthode la plus utilisée dans les cas de fécondation in vitro. Néanmoins, certains couples pris en charge en ICSI présentent des échecs complets de fécondation. L'absence totale de fécondation peut intervenir après fécondation in vitro conventionnelle (FIV) ou après ICSI (Intracytoplasmic sperm injection).
Dans de nombreux cas, ces échecs trouvent leur origine dans un défaut d’augmentation du calcium intracellulaire nécessaire à l’activation de l’ovocyte. L'absence totale de fécondation peut être inexpliquée, lorsque l'aspect des ovocytes et les caractéristiques du spermogramme sont normaux, ou bien liée à des anomalies gamétiques. En cas d'échec de fécondation lors d'une première tentative de FIV, et en présence d'une déficience spermatique, une ICSI est généralement proposée la fois suivante, sans que - le plus souvent - des investigations supplémentaires ne soient envisagées. En cas d'échec inexpliqué de fécondation (avec sperme apparemment normal) la qualité d'un ou des deux gamètes peut être impliquée et l'ICSI ne résoudra pas forcément le problème.
L'activation ovocytaire assistée (AOA) : un soutien à la fécondation
L’activation ovocytaire assistée est une méthode que les spécialistes proposent aux parents en cas d’échecs répétés de fécondation en ICSI. Elle peut aussi l’être dans les cas de développements embryonnaires retardés. Cette technique consiste à placer les ovocytes après fécondation ICSI en contact avec une substance capable d’imiter l’action habituelle du spermatozoïde dans l’ovocyte. Pour l’heure, cette technique n’est utilisée que dans certaines situations très ciblées et très particulières. Il arrive que cette technique soit proposée aux patientes, malgré le fait qu’elle se trouve encore au stade expérimental. Il existe actuellement des études prometteuses sur les enfants issus d’une Activation Ovocytaire Assistée. D’autre part, cette technique d’activation ovocytaire expose l’ovocyte à certains produits chimiques. En toute logique, il est important de définir les cas où elle est indispensable en fonction des situations afin de limiter le recours à ces produits.
Lire aussi: Le rôle du calcium dans la contraction musculaire
L'activation de l'ovocyte est orchestrée par différentes réactions biochimiques qui commencent par la pénétration du spermatozoïde dans le cytoplasme de l'ovocyte. Plus précisément, le gamète mâle apporte à l'ovocyte une enzyme appelée phospholipase C zeta (PLCζ) qui interagit avec une protéine liée à la membrane pour former l'inositol triphosphate (IP3). Cette molécule clé se lie à son tour à ses propres récepteurs qui sont localisés sur la membrane externe du Reticulum Endoplasmique lisse (sER). Il en résulte la libération du Ca2+ du sER dans un laps de temps, formant ainsi des oscillations de Ca2+ intra cellulaires caractéristiques. Toute absence ou altération de l’une de ces substances ( ex. PLCζ ou IP3) entrainera automatiquement un changement radical du taux de Ca2+ intra cellulaire se traduisant par l’absence ou la réduction des oscillations de Ca2+. L’AOA peut être obtenue de différentes manières. Une alternative serait une augmentation de la concentration des ions Ca2+ dans le milieu de culture des ovocytes.
Depuis une vingtaine d’années, certains laboratoires étrangers d’aide médicale à la procréation proposent l’utilisation d’un ionophore calcique qui permet de rétablir l’activation ovocytaire. L'activation ovocytaire assistée (AOA) est une méthode innovante visant à surmonter les échecs de fécondation totaux ou partiels, à la suite d’une injection intracytoplasmique de spermatozoïdes (ICSI). Elle imite les mécanismes physiologiques d’activation ovocytaire en augmentant les niveaux de calcium intracellulaire, favorisant ainsi la reprise de la méiose et le développement embryonnaire. Elle repose sur l'utilisation de milieux de culture spécifiques contenant des réactifs tels que le calcium ionophore.
Le Ca-Ionophore : Mécanisme d'action
Pour qu’une fécondation se produise de manière saine, le spermatozoïde doit pénétrer dans l’ovocyte et libérer l’enzyme située dans sa tête à l’intérieur de l’ovocyte, ce qui permet d’augmenter la concentration de calcium à l’intérieur. Si la phospholipase C présente dans le spermatozoïde est insuffisante ou absente, l’ovocyte ne peut pas être fécondé. En effet, sans phospholipase, le taux de calcium dans l’ovocyte n’augmente pas. Chez les hommes ayant des problèmes de nombre, qualité ou morphologie des spermatozoïdes, il est difficile d’obtenir des spermatozoïdes suffisamment sains pour féconder l’ovocyte.
L’Ionophore de Calcium est une application qui permet d’augmenter la quantité de calcium dans l’ovocyte après la micro-injection. Dans cette application, l’ovocyte et le spermatozoïde sont d’abord fécondés par micro-injection (ICSI), puis les ovocytes sont laissés dans l’Ionophore de Calcium pendant quelques minutes. L’objectif principal ici est d’augmenter artificiellement le niveau de calcium dans l’ovocyte si celui-ci ne s’élève pas après l’entrée du spermatozoïde. En d’autres termes, le processus de réaction qui devrait commencer dans l’ovocyte est soutenu, forçant ainsi la fécondation de l’ovocyte. Cette procédure permet d’assurer une fécondation saine et donc d’augmenter considérablement les chances de grossesse.
Le traitement à l’ionophore résulte en une augmentation du Ca2+ intracellulaire en espérant qu'une fois le seuil critique dépassé, le processus de la fécondation s’enclenche.
Lire aussi: Comprendre l'Allergie au Lactate de Calcium
Indications de l'utilisation du Ca-Ionophore
L’Ionophore de Calcium (Ca-Ionophore) est appliqué dans les cas suivants :
- Cas où il y a des problèmes de non-fertilisation successifs
- En cas de faible nombre d’ovocytes ou de spermatozoïdes
- Cas où aucune fertilisation n’est obtenue avec le traitement de micro-injection
- Cas où tous les spermatozoïdes sont des « globospermies »
Plus généralement, l'AOA est envisagée dans les cas d'échecs partiels ou complets de fécondation, pour les spermatozoïdes cryopréservés, les infertilités masculines sévères et pour les retards de développements embryonnaires observés lors d’un précédent cycle de FIV.
Un test visant à mieux comprendre si un couple qui subit un échec total de fécondation peut, ou non, profiter de l’AOA a été mis en place. Il se destine à tous les patients et est pratiqué sur du sperme frais ou congelé. Ce nouveau test permet d’analyser la présence de mutations sur le gène PLCz et ainsi, identifier la distribution et la quantité de ce gène dans les spermatozoïdes des patients. L’altération génétique sous-entend une mutation ou des variances étant associées aux échecs de fécondation. L’altération de la protéine définit une quantité ou une distribution en forte baisse. Dès lors qu’une altération significative est découverte, les patients peuvent se voir suggérer l’AOA comme une option thérapeutique raisonnable, mais aussi légitime.
Résultats cliniques et perspectives
Les applications de FIV utilisant cette technique montrent que les taux de fertilisation, qui étaient de 35 % dans les tentatives précédentes du même patient, peuvent atteindre 57 % avec cette application. Plus important encore, les taux de grossesse passent de 7,6 % à 46,6 %, et les taux de naissance vivante augmentent de 1,3 % à 34,2 %.
Une étude multicentrique a comparé le taux de fécondation, le taux de grossesse et d’enfants nés des cycles ayants bénéficiés d’une activation assistée des ovocytes (solution ionophore prête à l’emploi A23187) aux cycles précédents en échec de fécondation.
Lire aussi: Apport quotidien en calcium pour les femmes enceintes
Depuis le début de son utilisation, on répertorie plus d’une centaine de naissances d’enfants en bonne santé ce qui autorise à considérer que l’utilisation de la calcimycine prête à l’emploi est une technique sûre.
Les progrès technologiques et scientifiques de ces vingt dernières années ont bénéficié à l’évolution de l’Assistance Médicale à la Procréation par l’apparition de nouvelles techniques en routine au laboratoire. Plus récemment une nouvelle application, l’Activation Assistée ou Artificielle de l’Ovocyte (AOA) s’est fait une place dans nos pratiques au laboratoire.
Une revue systématique de la littérature a été menée sur PubMed en utilisant des mots-clés spécifiques. Un total de 185 articles potentiellement pertinents à été identifié et 28 essais cliniques prospectifs ont été inclus après un processus de sélection rigoureux. Les résultats de cette analyse montrent que l'AOA améliore significativement les taux de fécondation chez les patients présentant des antécédents d’échecs après ICSI et chez ceux souffrant de globozoospermie.
Considérations de sécurité et limites
Au début il y a eu beaucoup de questions sur les risques relatifs à l’AOA et plus précisément du fait de la nature non-physiologique des substances ionophores. Effectivement lors des premières études faites autour de l’utilisation des ionophores, les différences entre le type d’ionophore, leur concentration, le temps d’exposition et/ou le nombre de stimuli ont très largement entravé l'évaluation du protocole d’ AOA.
D’autres indications ont été explorées avec des résultats discordants qui poussent à la prudence. Concernant la sécurité, aucune anomalie majeure n'a été signalée chez les enfants nés grâce à cette technique, bien que les données à long terme restent limitées.
Bien que les taux de réussite et la sécurité de la technique de l’AOA soient rassurants, il ne faut pas perdre de vue que l’utilisation de l’ionophore n’est pas la solution miracle à tous les échecs de fécondation confondus (ex. si le Ca 2+ n’est pas le facteur causal).
En toute logique, il est important de définir les cas où elle est indispensable en fonction des situations afin de limiter le recours à ces produits.
tags: #ionophore #calcium #icsi