Introduction
La microinjection d'ovocytes, notamment dans le contexte de la fécondation bovine, est une technique de procréation assistée qui a connu des évolutions significatives. Cet article explore les différentes techniques de microinjection, leurs applications, ainsi que les perspectives et limites de cette approche, en tenant compte des aspects éthiques et des résultats obtenus. La congélation des ovocytes, en particulier par vitrification, représente une avancée importante dans ce domaine.
Évolution de la Congélation des Ovocytes
La congélation des ovocytes humains a été l’objet de nombreux essais pendant plusieurs années, entre 1986 et 1995, avec peu de développements cliniques du fait des échecs répétés liés à la procédure technique de congélation lente et à l’absence de l’injection intra-cytoplasmique d’un seul spermatozoïde (ICSI). Depuis l’ICSI, la congélation lente des ovocytes a connu un regain d’intérêt avec des résultats qui sont restés malheureusement décevants. La Congélation ultrarapide, ou vitrification, développée depuis 1995 en recherche fondamentale est entrée dans la pratique en Assistance Médicale à la Procréation (AMP) depuis 2005.
En France, le soin de statuer sur les nouvelles techniques d’AMP est confié à l’Agence de la Biomédecine (ABM) qui souhaite voir appliquer une procédure de Recherche Biomédicale (RBM) pour son développement [1]. La congélation consiste à amener des cellules ou tissus, ici les ovocytes, de la température du corps (37° C), à celle de l’azote liquide (-196° C) dans lequel ils peuvent être conservés en immersion sur de très longues périodes. Dans un deuxième temps, ces cellules sont réchauffées à la température initiale avant d’être réintroduites dans l’organisme. La durée de la conservation ne modifie pas la viabilité des cellules tant que les niveaux d’azote sont maintenus. Leur viabilité est attestée par la conservation de leur potentiel spécifique. Par contre, les variations de température et les phénomènes de cristallisation de l’eau qu’elles entraînent, conditionnent la survie cellulaire. La formation de ces cristaux provoque, par augmentation de volume, des déchirures membranaires qui entraînent une lyse cellulaire. La survie des cellules est de 50 % en moyenne.
L’histoire de l’AMP se trouve ainsi accompagnée par la cryobiologie : congélation de spermatozoïde en 1946 par C. Poldge, développement de la Fécondation in vitro entre 1978 et 1982, par R. Edwards et P. Steptoe en Angleterre et par J. R. Frydman en France, première naissance après congélation d’embryon en 1984 par A. Trounson, première naissance après congélation d’ovocytes en 1986 par C. Chen, l’ICSI en 1992 par G. Palermo, vitrification de l’ovocyte en 1999 par L. Kuleshova puis congélation de cortex ovarien en 2004 par R.
Il existe deux types de descente en température l’une lente, l’autre rapide ou vitrification, les grands principes sont présentés dans le tableau I. La technique de vitrification, bien qu’éprouvée en biologie animale [5-8], a été utilisée chez l’homme avec retard pour différentes raisons : les laboratoires sont équipés depuis longtemps en matériel de congélation très onéreux qu’il a fallu rentabiliser ; pour obtenir des vitesses de descente en température très rapides, les ovocytes sont mis en contact avec l’azote liquide exposant à un risque théorique de contamination microbienne [9,10]. Son intérêt s’est accru ces cinq dernières années devant des résultats particulièrement convaincants. Cette technique est particulièrement appropriée pour des cellules ayant un rapport volume sur surface élevé comme c’est le cas pour les ovocytes. Enfin, la mise en place est bon marché du fait de l’absence d’équipement lourd : les étapes sont toutes manuelles, effectuées dans des micros volumes avec un environnement à -196° C, ce qui rend négligeable le risque de contamination microbiologique.
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Dès 1972, David Wittingham [5] publie dans Science les premières congélations lentes d’ovocytes chez la souris : les résultats sont excellents, tant en survie qu’en développement des embryons jusqu’au stade blastocyste, évalué in vitro ; le transfert des embryons dans des souris pseudo gestantes donne des portées de souriceaux normaux. En 1985, Rall utilise le premier la vitrification sur les embryons et confirme l’excellente survie grâce à l’absence de cristallisation [6]. Chez les bovins, Kuwayama initie la vitrification d’ovocytes et obtient une descendance [7], il a dans le même temps exploré la diploïdie sur les blastocystes obtenus pour éliminer une activation ovocytaire qui aurait été induite par la méthode.
Techniques de Microinjection
ICSI : Injection Intra-Cytoplasmique de Spermatozoïdes
L'ICSI consiste en l'injection directe d'un unique spermatozoïde dans le cytoplasme de l'ovocyte. Cette technique est particulièrement utilisée dans les cas de stérilité masculine sévère.
Mécanisme d'Action
L'ICSI permet de court-circuiter les étapes de sélection naturelle du spermatozoïde et de pénétration de la zone pellucide. Une fois le spermatozoïde injecté, il va déclencher l'activation ovocytaire, induisant ainsi la fusion et la décondensation de leur noyau.
Résultats
Des études ont montré que l'ICSI permet d'obtenir des fécondations dans 90 % des cas [7]. Cependant, les taux d'implantation peuvent diminuer, entraînant une réduction des grossesses et des naissances par cycle d'ICSI.
Autres Techniques de Microinjection
Outre l'ICSI, d'autres techniques ont été développées, notamment l'injection de spermatides rondes dans les ovocytes. Cependant, ces techniques restent expérimentales et ne sont pas largement utilisées en clinique.
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Facteurs Influant sur le Succès de la Microinjection
Qualité Spermatique
La qualité du sperme utilisé pour la microinjection est un facteur déterminant. Des anomalies spermatiques, telles que l'absence complète d'acrosome, peuvent affecter les résultats de la fécondation.
Qualité Ovocytaire
La qualité des ovocytes est également essentielle. Les ovocytes doivent être matures et exempts d'anomalies pour assurer une fécondation et un développement embryonnaire optimaux.
Technique de Microinjection
Le choix de la technique de microinjection peut influencer les résultats. L'ICSI reste la technique la plus utilisée et la plus éprouvée, mais d'autres approches peuvent être envisagées en fonction des spécificités du cas.
Applications de la Microinjection
Stérilité Masculine
La microinjection est particulièrement indiquée dans les cas de stérilité masculine sévère, où les spermatozoïdes sont peu nombreux, peu mobiles ou présentent des anomalies morphologiques.
Échecs de Fécondation Antérieurs
La microinjection peut être proposée aux couples ayant connu des échecs de fécondation lors de tentatives de FIV classique.
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Obtention de Grossesses avec des Spermes Gravement Déficients
L'ICSI permet d'obtenir des grossesses avec des spermes gravement déficients, qui ne pourraient pas féconder l'ovocyte par les voies naturelles.
Limites et Risques de la Microinjection
Risque de Transmission de l'Infertilité
Il existe un risque de transmission de l'infertilité à l'enfant, notamment en cas d'anomalies génétiques chez le père.
Risques Génétiques
La microinjection peut augmenter le risque de certaines anomalies génétiques chez l'enfant, telles que le syndrome de Klinefelter ou des mosaïques.
Impact sur la Santé des Enfants
Des études sont menées pour évaluer l'impact à long terme de la microinjection sur la santé des enfants nés de cette technique. Les premières données sont rassurantes, mais un suivi à long terme est nécessaire.
Risque de Grossesses Multiples
L'AMP en général, y compris la microinjection, augmente le risque de grossesses multiples, ce qui peut entraîner des complications pour la mère et les enfants.
Vitrification des Ovocytes: Une Révolution
La vitrification des ovocytes représente une avancée significative. La méta-analyse d’Oktay à partir des études publiés entre 1997 et 2005 a confirmé les mauvais résultats de la congélation lente, au cours de près de dix années, seulement soixante-seize accouchements donnant quatre vingt dix-sept enfants, comparés à ceux obtenus avec les ovocytes frais. Le même article a conclu sur les premières données de la vitrification d’ovocyte en soulignant qu’en quelques mois déjà cinquante et une grossesses étaient répertoriées [11]. La première naissance rapportée par Kuleshova chez l’homme a été publiée en 1999 [12]. Kuwayama a publié en 2005 [7, 9] des travaux à partir desquels les applications cliniques se sont développées.
Résultats de la Vitrification
La publication de Cobo et Kuwayama de 2008 [13] est particulièrement démonstratrice. Sur un programme de don d’ovocytes, ils ont séparé en deux groupes les ovocytes recueillis après induction de l’ovulation chez les donneuses : dans le premier groupe les ovocytes ont été injectés avec un spermatozoïde par micromanipulation (ICSI) immédiatement après avoir enlevé la corona radiata (décoronisation), dans l’autre groupe ils ont été vitrifiés immédiatement après décoronisation puis réchauffés et injectés en ICSI le même jour. Les résultats sont résumés dans le tableau II.
Ovocytes en métaphase II 231 219 Ovocytes à 2 pronucléï 171 (76,3) 180 (82,2) Embryons obtenus à J3 149 (84,6) 125 (77,6) Blastocystes obtenus 68 (47,5) 38 (48,7) Transferts 1 23 Grossesses 1 15 (65,2) Taux Implantation 2/2 20/49 (40,8) Evolutives 1 11 (47,8) Tableau III. Yoon 426 85,1 77,4 94.3 43,3 (13) 14,2 [37] grossesse est de 43,7 % par transfert, le taux d’implantation de 18,3 % par embryon, 17 enfants sont nés.
Depuis, Chian publie en 2008 un travail d’évaluation de la santé des enfants issus de cette vitrification des ovocytes et montre sur une série de deux cents enfants qu’il n’y a pas de différence avec l’état de santé habituellement noté en AMP [15].
Avantages de la Vitrification
En l’absence d’autorisation de congélation des embryons, les Italiens s’intéressent particulièrement à la congélation des ovocytes. Avec la méthode lente ils citent un taux de grossesse de 5,5 % par ponction et 6,3 % par transfert sur l’activité de 2004 [3]. Devant les altérations du fuseau de division cellulaire de la deuxième division de méiose observées au réchauffement ils proposent une augmentation des concentrations de cryo-protecteurs, qui deviendront proches de celles utilisées lors de la méthode de vitrification. [16, 17]. Ces mêmes équipes vont démontrer que la vitrification ne porte pas atteinte au fuseau de méiose, et explique probablement l’amélioration constatée en termes de survie et de fécondabilité [18, 19]. Le rapport National Italien sur l’activité 2007 [4] constate une nette augmentation de la pratique de congélation des ovocytes puisqu’elle concerne actuellement 28 784 ovocytes soit 12,9 % des ovocytes collectés. Le rapport ne précise pas la part de la vitrification dans la congélation ovocytaire. Cent quatre vingt-treize enfants vivants sont nés en 2007 de transferts d’embryons obtenus après décongélation d’ovocytes issus des 2 366 transferts [3, 4]. Entre les deux rapports officiels de 2004 et 2005 [3], le nombre de congélation d’ovocytes par méthode lente ou vitrification a doublé, les taux de grossesses passent respectivement de 5,5 à 9,5 % de grossesse par décongé- lation, et de 6,3 à 11,4 % par transfert. Dans le rapport 2007, on constate encore une amélioration avec 10 % de grossesses par décongélation et 12,6 % par transfert d’embryon.
Cette nouvelle approche doit faire repenser la prise en charge des couples en AMP, centrée sur le nombre d’embryons à transférer plus que sur le nombre d’embryons à obtenir. L’échec d’implantation possible avec un seul embryon transféré, sera compensé par la possibilité d’obtenir d’autres embryons avec la cohorte d’ovocytes vitrifiés disponibles. Cette nouvelle chronologie biologique devrait permettre de diminuer la fréquence des traitements hormonaux et des ponctions chirurgicales, voir leur nombre total. A plus long terme la technique devrait permettre de diminuer notablement le nombre d’embryons congelés. Dans de rares cas, la vitrification permettrait de « sauver » les ovocytes qui ne peuvent être fécondés le jour de la ponction chirurgicale par absence de spermatozoïde au recueil. Grâce au développement de cette technique, l’offre de soins sera plus appropriée à la demande initiale des couples.
Aspects Légaux et Éthiques
La microinjection et la vitrification des ovocytes soulèvent des questions éthiques et légales importantes. Il est essentiel de respecter les règles applicables à la recherche médicale et de garantir une évaluation rigoureuse de ces techniques.
Législation Européenne
La nouvelle législation européenne plaide également en faveur de cette nouvelle orientation thérapeutique [28], puisque la vitrification ovocytaire comporte la perspective d’une réduction des risques pour la santé des femmes du fait de la réduction du nombre de traitements hormonaux nécessaires et du nombre d’actes chirurgicaux associés. On peut estimer qu’un seul traitement autorise plusieurs tentatives avec replacement d’embryons frais dont l’implantation est bien meilleure que celle des embryons congelés. En un mot, cette nouvelle technique s’inscrit dans l’esprit général de la loi relative à la bioéthique du 6 août 2004 [29] qui exige de s’assurer de la préservation de la santé des femmes et de la fertilité.
Principe de Précaution
S’agissant de la nécessaire prise en compte du principe de précaution, la présente recherche se situe dans le droit fil de l’avis no 79 du Comité consultatif national d’éthique (CCNE) [30] qui met en garde contre la surestimation de risques hypothétiques et potentiels sur les risques connus et avérés (accident d’hyperstimulation, actes chirurgicaux inutiles, absence de spermatozoïdes le jour de la ponction des ovocytes, abandon d’embryons congelés…).
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