Introduction
L'injection intracytoplasmique de spermatozoïdes (ICSI), une technique de procréation médicalement assistée (PMA), représente une avancée significative pour les couples confrontés à des problèmes d'infertilité, particulièrement ceux d'origine masculine. Variante de la fécondation in vitro (FIV), l'ICSI offre une solution ciblée en facilitant l'accès du spermatozoïde à l'intérieur de l'ovule. Cette technique, pratiquée en France depuis 1994, a permis à de nombreux couples de réaliser leur désir de parentalité.
Principes et Déroulement de l'ICSI
Similitudes avec la FIV Classique
Plusieurs étapes de l'ICSI sont identiques à celles d'une FIV classique, notamment la stimulation hormonale pour la patiente et la ponction des ovocytes. Cette dernière consiste à prélever les ovules matures après une stimulation ovarienne contrôlée.
Micro-injection du Spermatozoïde
La spécificité de l'ICSI réside dans la micro-injection d'un seul spermatozoïde directement dans l'ovocyte. Cette procédure délicate est réalisée sous un microscope très puissant, nécessitant un équipement et une manipulation extrêmement précis. L'embryologiste, à l'aide de micromanipulateurs, maintient l'ovocyte avec une micropipette et injecte le spermatozoïde sélectionné à l'intérieur. Cette micro-injection est répétée pour chaque ovocyte fécondable.
Contrairement à la FIV classique où environ 25 000 spermatozoïdes sont mis en contact avec l'ovocyte, l'ICSI court-circuite le processus naturel de fécondation. En effet, elle facilite l’accès du spermatozoïde dans le cytoplasme de l’ovule, en lui évitant le franchissement de la zone pellucide entourant l’ovule et de la membrane cytoplasmique.
Préparation des Gamètes
Du côté du donneur ou du patient, un échantillon de sperme est préparé avec les meilleurs spermatozoïdes, dont on a souvent activé la capacité fécondatrice. La couronne de cellules qui entoure l’ovocyte est enlevée pour visualiser l’endroit où va se faire la micro-injection : c’est la « décoronisation ». La capacité des ovocytes à être fécondés est évaluée de manière plus précise. Seuls les ovocytes matures seront micro-injectés.
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Culture et Transfert Embryonnaire
Une fois la micro-injection réalisée, les ovocytes sont remis dans une boîte de culture et placés dans un incubateur à 37°C. Le lendemain, on contrôle dans l'incubateur si une fécondation a été obtenue. Les embryons ainsi créés sont cultivés in vitro pendant quelques jours avant d'être transférés dans l'utérus de la femme, dans l'espoir d'une nidation et d'une grossesse.
Indications de l'ICSI
L'ICSI est particulièrement recommandée dans les cas d'infertilité masculine, notamment lorsque le sperme présente des anomalies significatives. Les principales indications sont les suivantes :
- Oligospermie : nombre très bas de spermatozoïdes. Diminution sévère du nombre de spermatozoïdes.
- Asthénospermie : spermatozoïdes trop peu mobiles. Diminution sévère de la mobilité spermatique, en incluant des échantillons avec une absence totale de mobilité.
- Tératospermie : anomalie morphologique des spermatozoïdes. Nombre élevé de spermatozoïdes anormaux.
- Azoospermie : absence de spermatozoïdes dans l'éjaculat. Dans ce cas, la micro-injection s'effectue à partir de spermatozoïdes d'origine testiculaire (issus d'une biopsie testiculaire) ou prélevés dans l'épididyme. Azoospermie obstructive : absence complète de spermatozoïdes dans l’éjaculat à cause d’une obstruction.
- Échecs de FIV antérieurs : L'ICSI est souvent préconisée en cas d'échec d'autres techniques de FIV ou, plus largement, de PMA.
- Obtention d'un faible nombre d'ovocytes lors de la ponction folliculaire.
L'injection est réservée dans les cas où l’homme présente un nombre de spermatozoïdes typiques et mobiles inférieur à 1 million. Le spermatozoïde injecté peut être extrait de sperme frais ou congelé, obtenu par éjaculation, par prélèvement épididymaire ou par biopsie testiculaire.
Facteurs de Réussite et Taux de Succès
Le taux de réussite de l'ICSI dépend de plusieurs facteurs, notamment de l'âge de la patiente. En raison de ses taux de succès élevés et constants pour obtenir la fécondation (70-80%), la technique de l’ICSI n’a pas changé substantiellement depuis ses débuts. La qualité de l’ovocyte diminue avec l’âge de la jument donneuse. La saison peut également influer. Les résultats sont diminués lors de l’anoestrus profond de la jument. De plus, la qualité de la semence de l’étalon utilisé peut aussi entrer en ligne de compte ou encore le nombre d’étalons utilisés sur une même séance d’ICSI, entraînant un temps de préparation de la semence plus long et donc un temps d’attente des ovocytes également plus long.
Risques et Effets Secondaires
Comme toute procédure médicale, l'ICSI comporte des risques et des effets secondaires potentiels, bien que généralement rares.
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Pour la Femme
- Risques liés à la stimulation hormonale : hyperstimulation ovarienne, caractérisée par un gonflement et des douleurs abdominales, une prise de poids brutale, des troubles digestifs et parfois une gêne respiratoire.
- Risques liés à la ponction ovarienne : saignement, infection ou lésion des organes pelviens (ces complications sont rarissimes).
Pour l'Enfant
- 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 (y compris l'ICSI).
Risque de Cancer
Concernant les risques de cancer, aucune donnée ne permet aujourd’hui de mettre en cause les traitements liés à l’Assistance Médicale à la Procréation.
Risque d'Echec
Le risque majeur reste celui de l'échec. En France, il est possible de faire quatre tentatives de FIV ou d'ICSI, prises en charges par l'Assurance Maladie jusqu'à la 43ème année de la femme.
L'ICSI dans le Contexte de la PMA en France
En France, l'ICSI est une technique de PMA couramment utilisée et remboursée par l'Assurance Maladie sous certaines conditions. Les couples éligibles peuvent bénéficier de quatre tentatives de FIV ou d'ICSI, prises en charge jusqu'à la 43ème année de la femme.
Face à l’engouement de la filière pour cette technique, les étalonniers s’organisent et proposent maintenant des contrats de vente de paillettes spécifiquement pour l’ICSI. Du côté du SIRE, des réflexions sont menées pour pouvoir permettre de déclarer des naissances plusieurs années après la conception de l’embryon.
L'ICSI chez les Equidés
L’intra-cytoplasmic sperm injection (ICSI) est une biotechnologie de la reproduction qui consiste à injecter un spermatozoïde directement dans un ovocyte mature (c’est-à-dire apte à la fécondation). Ce dernier, ainsi fécondé, est mis en développement in vitro pendant une semaine jusqu’à atteindre le stade blastocyste. L’embryon est ensuite réimplanté immédiatement dans une jument receveuse ou congelé dans l’azote liquide pour un transfert ultérieur.
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Récolte des Ovocytes de la Jument Donneuse
Les ovocytes sont récoltés par ponction transvaginale écho-guidée. La jument donneuse est placée dans une barre de contention et est tranquillisée et analgésiée afin d’éviter toute douleur. Un premier opérateur introduit dans le vagin une sonde échographique et va en parallèle, via le rectum, maintenir l’ovaire et le placer devant cette sonde de manière à pouvoir voir les tissus ovariens sur l’échographe. Un second opérateur va introduire, dans un guide situé le long de la sonde échographique, une aiguille permettant de transpercer les follicules et d’aspirer le liquide folliculaire pour récupérer les ovocytes. Les ovocytes équins étant attachés à la paroi du follicule, il est nécessaire de procéder par rinçages successifs de la cavité folliculaire et, par des mouvements rotatifs de l’aiguille, l’opérateur va gratter la paroi du follicule. Un troisième opérateur s’assure du confort de la jument et reste vigilant au moindre signe de souffrance de l’animal. Il pourra être amené à réaliser de nouvelles injections de tranquillisant et/ou analgésiant. Cette personne peut également transmettre les fluides collectés au fur et à mesure au laboratoire.
Recherche des Ovocytes sous Loupe Binoculaire
Une fois collectés, les liquides sont filtrés puis observés sous loupe binoculaire placée dans une hotte à flux laminaire horizontal pour rester dans un environnement stérile.
Maturation des Ovocytes in vitro
Les ovocytes immatures récoltés sont mis en maturation dans des conditions atmosphériques particulières (5% de CO2, 38,5°C) pendant 28 à 30 heures. L’objectif de cette étape est l’obtention d’un ovocyte apte à la fécondation, correspondant au stade métaphase II, où une partie du matériel génétique a été expulsé dans le globule polaire.
Injection du Spermatozoïde dans l’Ovocyte
Grace à un système de micromanipulateurs montés sur un microscope, l’ovocyte est maintenu en place et un spermatozoïde est injecté directement à l’intérieur via une pipette d’injection. Au préalable de cette injection, les spermatozoïdes sont ralentis dans un milieu visqueux et leur flagelle est immobilisé pour permettre leur aspiration dans la pipette et l’injection sans risquer de provoquer des dégâts sur le cytosquelette du cytoplasme.
Développement des Ovocytes Fécondés in vitro
Une fois l’injection du spermatozoïde dans l’ooplasme réalisée, les ovocytes fécondés sont de nouveau placés dans un incubateur. La culture va durer au minimum 7 jours dans une atmosphère à 5% de CO2 et 5% d’O2, à une température de 38,5°C.
Chiffres
Le taux de collecte des ovocytes par ponction transvaginale sur des follicules immatures est en moyenne de 50%. Il peut atteindre 60% pour une équipe de ponction expérimentée avec du matériel performant. Le taux de maturation in vitro des ovocytes se situe entre 65 et 70% si les ovocytes sont mis en incubateur à la suite de la collecte. Ce taux est légèrement inférieur (55-60%) si les ovocytes sont transportés 24 heures avant l’incubation. Après la fécondation par ICSI, le taux de blastocystes obtenus lors du développement in vitro est beaucoup plus faible, de l’ordre de 17 à 20%. Au final, le nombre de blastocystes obtenus en moyenne par séance de ponction est de 1,2.
Divers facteurs influant sur la réussite de l'ICSI
Plusieurs facteurs peuvent influencer négativement les résultats. En effet, la qualité de l’ovocyte diminue avec l’âge de la jument donneuse. La saison peut également influer. Les résultats sont diminués lors de l’anoestrus profond de la jument. De plus, la qualité de la semence de l’étalon utilisé peut aussi entrer en ligne de compte ou encore le nombre d’étalons utilisés sur une même séance d’ICSI, entraînant un temps de préparation de la semence plus long et donc un temps d’attente des ovocytes également plus long. Cependant, il faut souligner qu’indépendamment de tous ces facteurs de variation, il y a un effet « jument » inévitable. Dans le centre de prélèvement, un circuit spécifique à ces juments doit être appliqué. Elles doivent être hébergées dans une écurie ou un paddock dédié(e) et ne pas être en contact avec des chevaux de statut sanitaire inférieur.
En ce qui concerne la procédure d’ICSI, il n’existe pas à ce jour de laboratoire spécialisé en France. Plusieurs centres sont équipés du matériel de micromanipulation mais le geste technique d’ICSI nécessite un long apprentissage pour être totalement maîtrisé. L’utilisation de la ponction ovocytaire est une technique assez invasive qui n’est pas sans risques. Même si ceux-ci sont faibles, il est important de noter : atteinte de l’ovaire, infection de l’ovaire ou de l’abdomen, problèmes suite aux injections médicales.
Dans une étude rétrospective sur 559 embryons issus d’ICSI, il a été montré que la jument receveuse doit être à J+4 post-ovulation pour être dans les conditions optimales de réimplantation d’un embryon issu d’ICSI congelé (Cuervo-Arango et al., 2019). Une autre étude récente montre que les embryons issus d’ICSI congelés donnent un pourcentage plus faible de gestation et de poulinage par rapport aux embryons in vivo frais, et significativement plus de mâles.
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