Techniques de prélèvement des spermatozoïdes : PESA (ponction épididymaire de spermatozoïdes) et au-delà

L'infertilité masculine est un problème de santé mondial croissant. L'étude du sperme, appelée spermiologie, est essentielle pour évaluer la fertilité masculine, en particulier dans le contexte de la procréation médicalement assistée (PMA). De nombreux facteurs peuvent altérer la qualité et la quantité des spermatozoïdes produits, ce qui conduit à explorer différentes techniques de prélèvement de spermatozoïdes.

Spermiologie : une évaluation complète de la fertilité masculine

La spermiologie englobe l'étude du sperme et des spermatozoïdes, en se concentrant sur les éléments qui déterminent le pouvoir fécondant d'un homme. Le sperme éjaculé, connu sous le nom d'éjaculat, est le principal sujet d'étude lors d'un bilan d'infertilité du couple. La spermiologie joue également un rôle essentiel dans la procréation médicalement assistée (PMA).

Causes de l'infertilité masculine

Les causes de l'infertilité masculine sont variées, mais impliquent souvent des troubles de la spermatogenèse, le processus de production des spermatozoïdes. De nombreux facteurs peuvent avoir des effets néfastes sur la spermatogenèse, notamment les maladies infectieuses, les états inflammatoires, les facteurs environnementaux et les choix de style de vie.

Le spermatozoïde étant une cellule étrangère au système immunitaire de l'organisme qui le produit, certains hommes peuvent développer des anticorps contre leurs propres spermatozoïdes. Ces anticorps peuvent entraîner une motilité insuffisante ou des agglutinations, où les spermatozoïdes sont liés entre eux et incapables de féconder un ovule.

De plus, la fièvre, l'exposition à des températures élevées, la consommation d'alcool, le tabagisme et certains traitements médicaux peuvent nuire à la qualité des spermatozoïdes. Les antécédents médicaux, tels que les infections sexuellement transmissibles, la tuberculose et certains traitements anticancéreux, peuvent également affecter la production de spermatozoïdes.

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Examens clés dans l'évaluation de la fertilité masculine

Le spermogramme et le spermocytogramme sont les principaux examens utilisés pour évaluer la fertilité masculine.

-Le spermogramme mesure avec précision des paramètres tels que le nombre de spermatozoïdes, la motilité, la taille et la forme, le volume du sperme et la concentration de certaines substances. Un sperme est considéré comme normalement fécondant avec une densité de spermatozoïdes comprise entre 20 et 200 millions de spermatozoïdes par millilitre (cm3). Un taux de 40 millions par éjaculât est également considéré comme normal.

-Le spermocytogramme, quant à lui, consiste en l'étude cytologique et morphologique des spermatozoïdes. La classification de David est couramment utilisée pour catégoriser les anomalies morphologiques des spermatozoïdes.

Le sperme est un liquide opaque et blanchâtre produit lors de l'éjaculation, composé de spermatozoïdes en suspension dans le liquide séminal. Le liquide séminal est un mélange de sécrétions provenant de diverses glandes génitales mâles, notamment la prostate et les vésicules séminales.

Techniques de prélèvement de sperme

Il existe différentes méthodes de prélèvement de sperme, chacune adaptée à des situations spécifiques.

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Sperme éjaculé

La méthode la plus courante consiste à obtenir le sperme par éjaculation, généralement par le patient lui-même.

Prélèvement de sperme nécessitant une intervention médicale

Dans certains cas, une intervention médicale est nécessaire pour prélever du sperme. Ces techniques sont utilisées chez les patients atteints d'azoospermie obstructive ou sécrétoire.

• Au niveau des canaux déférents : les spermatozoïdes prélevés dans ces canaux sont souvent de qualité médiocre.

• Au niveau de l'épididyme : pour récupérer les spermatozoïdes épididymaires, deux techniques peuvent être utilisées :

  • Ponction percutanée épididymaire de sperme (PESA) : cette technique consiste à prélever les spermatozoïdes directement à partir de l'épididyme à l'aide d'une aiguille fine.
  • Aspiration microchirurgicale de sperme épididymaire (MESA) : cette technique consiste à réaliser une ou plusieurs micro-incisions dans l'épididyme pour extraire les spermatozoïdes.

• Au niveau du testicule : pour récupérer les spermatozoïdes testiculaires, deux techniques peuvent être utilisées :

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  • Aspiration testiculaire de sperme (TESA) : cette technique consiste à prélever les spermatozoïdes directement à partir du testicule à l'aide d'une aiguille fine.
  • Extraction testiculaire de spermatozoïdes (TESE) : cette technique consiste à réaliser une ou plusieurs micro-incisions dans le testicule pour extraire les spermatozoïdes.

• Sperme dans l'urine : dans les cas d'éjaculation rétrograde, où le sperme pénètre dans la vessie au lieu d'être éjaculé par le pénis, les spermatozoïdes peuvent être récupérés dans le premier jet d'urine. Alors … il arrive parfois qu'au lieu d'aller vers la sortie, les spermatos aillent dans la vessie. Donc c'est peut être pour lui faire un pipi et analyser son contenu en plus du spermo, au cas où ?

PESA : Ponction percutanée épididymaire de sperme

La ponction percutanée épididymaire de sperme (PESA) est une technique simple et peu invasive d'obtention de spermatozoïdes directement à partir de l'épididyme. L'épididyme est un tube enroulé situé à l'arrière du testicule où les spermatozoïdes mûrissent et sont stockés.

Lors d'une procédure PESA, une aiguille fine est insérée dans l'épididyme pour aspirer les spermatozoïdes. La procédure est généralement réalisée sous anesthésie locale et prend peu de temps. PESA est une option appropriée pour les hommes atteints d'azoospermie obstructive, où un blocage dans les voies génitales empêche les spermatozoïdes d'être éjaculés.

Paramètres du spermocytogramme

Le spermocytogramme comprend plusieurs paramètres clés qui aident à évaluer la fertilité masculine. Ces paramètres comprennent :

• Volume de l'éjaculat : la plage normale est comprise entre 2 et 6 ml, ce qui reflète les capacités sécrétoires des glandes annexes, telles que les vésicules séminales et la prostate. Pour certains, il est compris entre 0,5 et 2 ml et pour d'autres, inférieur à 1,5 ml.
• Viscosité du sperme : la viscosité du sperme est évaluée pour identifier toute anomalie susceptible d'affecter la motilité des spermatozoïdes.
• pH : la plage normale se situe entre 7,2 et 8, ce qui indique indirectement les sécrétions des glandes annexes. Un pH acide inférieur à 6,5 suggère un dysfonctionnement des vésicules séminales, tandis qu'un pH supérieur à 8 peut indiquer une insuffisance prostatique ou une infection.
• Numération des spermatozoïdes : la plage normale se situe entre 20 millions et 250 millions par ml, ou un taux d'au moins 40 millions par éjaculat.
• Motilité des spermatozoïdes : une heure après l'éjaculation, au moins 50 % des spermatozoïdes doivent présenter une motilité normale, c'est-à-dire un déplacement progressif, dont 25 % sont progressifs rapides. Trois heures après l'éjaculation, au moins 30 % des spermatozoïdes doivent présenter une motilité normale progressive.
• Vitalité des spermatozoïdes : le pourcentage de spermatozoïdes vivants à l'éjaculation doit être d'au moins 75 %.
• Morphologie des spermatozoïdes : moins de 50 % des spermatozoïdes doivent présenter des formes anormales. Certains auteurs estiment qu'au moins 30 % des spermatozoïdes doivent avoir une morphologie normale.
• Présence d'agglutinats : la présence ou l'absence d'agglutinats, qui sont des amas de spermatozoïdes, est notée. Les agglutinats correspondent à un rassemblement (accolement) de plusieurs spermatozoïdes vivants ensemble.
• Numération des globules blancs : la numération normale des leucocytes est inférieure à 1 million/ml.

Examens supplémentaires

Dans certains cas, des examens supplémentaires peuvent être effectués pour compléter le spermocytogramme et fournir des informations plus détaillées sur la fertilité masculine.

• Spermoculture : la spermoculture consiste à cultiver le sperme pour rechercher des agents infectieux. Elle est demandée en cas d'anomalies du spermogramme, d'anomalies des dosages biochimiques du sperme et d'antécédents d'infections des voies urinaires et génitales. La spermoculture est positive lorsqu'une bactérie pathogène est identifiée avec un nombre de colonies supérieur ou égal à 10 puissance 3. Une recherche de mycoplasme et de chlamydia trachomatis est effectuée systématiquement par des cultures spécifiques et par (PCR) pour les chlamydia.

• Dosages biochimiques : les dosages biochimiques mesurent la concentration de certaines substances chimiques présentes dans le sperme, sécrétées par les différents organes internes de l'appareil génital mâle. Ces substances comprennent le zinc, le citrate et les phosphatases acides (sécrétés par la prostate), le fructose (sécrété par les vésicules séminales) et la L-carnitine (sécrétée par l'épididyme).

• Tests spécifiques : des tests spécifiques peuvent être effectués pour évaluer la capacité des spermatozoïdes à progresser dans des milieux spécifiques. Ces tests sont nécessaires pour la préparation du sperme pour les inséminations artificielles et la fécondation in vitro, car ils permettent de sélectionner les spermatozoïdes les plus mobiles.

  • Le test de migration/survie des spermatozoïdes est indiqué à la suite de la mise en évidence d'une oligozoospermie et/ou asthénotératozoospermie. Il permet d'extraire d'un sperme altéré une concentrée de spermatozoïdes mobiles et normaux. Ce concentrée ne contient pas ni les germes ni les leucocytes déjà existant dans le sperme d'origine. En fonction de la numération des spermatozoïdes obtenue par ce test, le Médecin peut diriger la patiente vers une telle ou telle technique de procréation médicalement assistée ; à titre indicatif, les limites de l'acceptabilité :
    • pour l'insémination artificielle intra-utérine : un million/ml de spermatozoïdes mobiles en trajets fléchants
    • pour la fécondation in vitro : 0,2 million/ml de spermatozoïdes mobiles en trajets fléchants ;
    • pour la fécondation in vitro avec micro-injection intracytoplasmique (ICSI) : il suffit d'obtenir quelques spermatozoïdes mobiles.
  • Des tests permettent d'étudier le comportement des spermatozoïdes dans la glaire cervicale du partenaire féminin (Test post-coïtal de Hüner) et dans la glaire cervicale témoin et normale provenant d'une autre femme (Test de pénétration croisée in vitro). Ces tests sont nécessaires dans les cas où on suspecte la présence d'anticorps antispermatozoïdes qui immobilisent les spermatozoïdes et entraînent, par conséquence la stérilité ; ces anticorps peuvent être trouvés, soit dans le sperme, soit dans la glaire cervicale du partenaire féminin soit dans le sang de l'homme ou de la femme explorés ;
  • Des tests permettant la mise en évidence des auto-anticorps dans le sperme et qui entraînent des altérations dans la mobilité des spermatozoïdes (agglutinations spontanées des spermatozoïdes dans le sperme ou un abaissement de leur mobilité).parmi ces tests :
    • Le Mar test : consiste à détecter des anticorps anti spermatozoïdes de type (IgA, IgG, IgM) fixés sur les spermatozoïdes.
    • Le test aux immuno-billes : consiste à détecter directement sur les spermatozoïdes et localiser la région sur laquelle les anticorps anti spermatozoïdes sont fixés. Il faut au moins 100 spermatozoïdes mobiles pour réaliser le test.
    • Le dosage des anticorps anti spermatozoïdes dans le plasma séminal et la circulation sanguine.
  • La recherche des spermatozoïdes dans les urines : le but de l'examen est la recherche d'une éjaculation rétrograde, elle est suspectée devant une aspermie ou hypospermie.
  • Des études des spermatozoïdes sous microscope électronique à la recherche de certaines anomalies. Ces études sont nécessaires dans certaines cas de stérilité inexpliquée et dans certaines anomalies de la mobilité ou de la forme des spermatozoïdes.

• Dosages hormonaux : des dosages hormonaux peuvent être demandés en cas d'oligospermie sévère et d'azoospermie, les dosage plus utiles ce sont les dosages la FSH et la testostérone parce qu' ils sont nécessaires pour déterminer l'origine d'une oligozoospermie et une azoospermie. La FSH est normale si l'azoospermie est excrétoire ; elle est augmenté si l'azoospermie est sécrétoire et l'affection primaire est localisée dans les testicules ; et enfin, la FSH est basse si l'azoospermie est sécrétoire mais l'affection primaire se situe au niveau de l'axe hypothalamo-hypophysaire.

• Étude de caryotype : l'étude de caryotype doit être réalisée devant une azoospermie sécrétoire et une oligospermie sécrétoire sévère (< 5 millions spermatozoïdes/ml). En dehors de l'étude classique du caryotype il est possible de rechercher des microdélétions dans les zones (AZFa, AZFb et AZFc) du bras long du chromosome Y.

• Étude chromosomique des spermatozoïdes : il existe actuellement des nouvelles techniques qui permettent de réaliser des études du nombre et de la morphologie des chromosomes contenus dans les spermatozoïdes. Cette étude est indiquée dans certaines oligozoospermies sévères et cryptozoospermies. Normalement les spermatozoïdes possèdent 23 chromosomes [(23, X) et (23, Y)] ; ce sont des spermatozoïdes euhaploïdes (ou haploïdes) ; mais les spermatozoïdes peuvent avoir un nombre anormal de chromosomes. Dans la majorité des cas ; ces anomalies de nombre sont la conséquence d'une anomalie de la disjonction chromosomique lors de la méiose au cours de la spermatogenèse. Parmi ces anomalies on peut constater la présence de :

  • Spermatozoïdes hypohapoïdes possédant par exemple seulement 22 chromosomes
  • Spermatozoïdes hyperhaploïde possédant par exemple 24 chromosomes, dans ce cas la il existe une disomie, c'est-à-dire, le spermatozoïde possède deux copies d'un des chromosome, par example (24, XX) ou (24, YY) ou (24, XY)Dans certaines anomalies morphologiques des spermatozoïdes (comme les spermatozoïdes macrocéphales ou polyflagelles) on peut mettre en évidence la présences des anomalies chromosomiques de type polyploïdie où les spermatozoïdes possèdent 46 ou 69…chromosomes.

Définitions importantes

Pour bien comprendre les résultats d'un spermogramme et les options de traitement, il est essentiel de connaître les définitions suivantes :

• Aspermie : absence d'éjaculat (ou, dans certaines références : volume de sperme < 0,5 ml) ; l'étiologie : soit une éjaculation rétrograde soit une anéjaculation (absence d'éjaculation).
• Hypospermie : volume total de l'éjaculat inférieur à 2 ml (ou dans certaines références : volume du sperme entre 0,5 et 2 ml) ; elle peut être due soit à un problème technique de recueil du sperme soit à un déficit de sécrétion au niveau des glandes annexes (prostate, vésicules séminales) soit à une éjaculation rétrograde (dans la vessie).
• Hyperspermie : volume total de l'éjaculat supérieur à 6 ml ; elle évoque la présence de lésions infectieuses des glandes annexes et en particulier, les vésicules séminales ; elle peut être due aussi à une abstinence trop longue.
• Azoospermie : absence de spermatozoïdes à l'éjaculat ; on parle de l'azoospermie sécrétoire si l'anomalie est une absence totale de la spermatogenèse qui se déroule dans le testicule, au niveau des tubes séminifères, l'origine de l'altération de la spermatogenèse peut être soit une affection testiculaire primitive congénitale ou acquise ; soit une insuffisance hypothalamo-hypophysaire acquise congénitale. l'azoospermie est excrétoire si la spermatogenèse est conservée mais les spermatozoïdes ne sont pas excrétés dans le sperme en raison de la présence d'un obstacle au niveau des voies excrétoires (épididymes, canaux déférents, canaux éjaculateurs). Les lésions peuvent être congénitales ou acquises.
• Oligospermie (oligozoospermie) : numération de spermatozoïdes inférieure à 20 millions par ml ou inférieure à 40 millions par éjaculat.
• Oligospermie sévère : numération de spermatozoïdes inférieure à 5 millions par ml.
• Cryptozoospermie : Crypto = caché ; La cryptozoospermie est définie par l'absence de spermatozoïdes observé à l'examen microscopique direct d'une goutte de sperme mais à l'opposé de l'azoospermie, une recherche approfondie permet d'en retrouver quelques uns (moins de 100 000 spermatozoïdes dans la totalité de l'éjaculat). La cryptozoospermie est sévère quand le nombre de spermatozoïdes est inférieur à 10 000 spermatozoïdes dans l'éjaculat ; La cryptozoospermie est modérée quand le nombre de spermatozoïdes est situé entre 10 000 et moins de 100 000 spermatozoïdes dans l'éjaculat ; La cryptozoospermie est une entité nouvelle qui n'a pris de l'intérêt que depuis l'apparition de la technique de l'ICSI (Intra Cytoplasmic Sperm Injection) car avec cette technique, il suffit de quelques spermatozoïdes éjaculés ou prélevés dans l'épididyme ou du testicule, et indépendamment de la concentration et de la mobilité spermatique, pour obtenir une fécondation et une grossesse. L'apparition de la nouvelle technique de l'IMSI (Intra Cytoplasmic Morphologcical Sperm Injection) qui permet de faire une sélection très poussée des meilleurs spematozoïdes dans l'éjaculat et d'augmenter de façon significative les chances d'obtenir de fécondation et de grossesse à partir de sperme cryptozoospermique.
• Polyspermie ou polyzoospermie : numération de spermatozoïdes supérieure à 250 millions par ml (ou 200 millions par ml pour certains auteurs)
• Asthénozoospermie : moins de 50 % de spermatozoïdes mobiles une heure après l'éjaculation ou mobilité de spermatozoïdes fléchants inférieure à 25 % ; et moins de 30 % de spermatozoïdes mobiles 3 heures après l'éjaculation. Certains auteurs distinguent entre :
  • Asthénozoospermie primaire : à la première heure après l'éjaculation : moins de 50 % de spermatozoïdes sont mobiles (mobilité totale) ou mobilité de spermatozoïdes fléchants inférieure à 25 %
  • Asthénozoospermie secondaire : à la quatrième heure après éjaculation : Chute de mobilité supérieure à 50 % comparativement à la première heure.
• Tératozoospermie : moins de 50 % (ou moins de 30 % pour certains auteurs et l'O.M.S.) des spermatozoïdes sont normaux. Les anomalies des spermatozoïdes sont classées en quatre catégories :
  • anomalies de la tête : valeur normale : inférieure à 35 % ; elles englobent : spermatozoïdes microcéphales, spermatozoïdes macrocéphales, spermatozoïdes à tête allongée, spermatozoïdes à tête irrégulière
  • anomalie de la pièce intermédiaire : c'est la présence de restes cytoplasmiques valeur normale : inférieure à 20 %
  • anomalies du flagelle : valeur normale : inférieure à 20 % il s'agit de spermatozoïdes à flagelle angulé, spermatozoïdes à flagelle enroulé
  • formes doublés : valeur normale : inférieure à 10 %.
• Nécrozoospermie : pas de spermatozoïdes vivants à l'éjaculation ; il faut rechercher un problème infectieux ou oxydatif
• Leucospermie : numération des leucocytes > 1 million/ml ; elle évoque une infection.

Impact environnemental sur la fertilité masculine

Des études récentes ont mis en évidence un déclin de la qualité du sperme chez les hommes dans le monde entier. Le Pr Niels E. Skakkebaek a mené des recherches approfondies sur ce sujet. Le taux de malformations des organes génitaux chez le garçon observé à la naissance est passé entre 1950 et 1980 de 1,6 % à 2,9 % pour les anomalies de migration du testicule qui peuvent conduire à la stérilité (cryptorchidie) et de 0,15 % à 0,36 % pour l'hypospadias (malformation congénitale masculine, où le méat urinaire se situe dans la face inférieure du pénis au lieu de son extrémité). Le taux de cancer du testicule est lui-même multiplié par un facteur 3 à 4. De quoi faire dire au Ministre chargé de l'écologie en France que le problème est plus important que celui du réchauffement climatique. Le même constat est fait en Espagne où plus de 60 % des jeunes entre 18 et 30 ans souffre d'une baisse de la quantité et de la qualité des spermatozoïdes pouvant entraîner une infertilité. Ce taux varie selon les régions. Même constat en Hollande chez les jeunes conscrits.

Ces résultats suggèrent que des facteurs environnementaux pourraient jouer un rôle dans le déclin de la fertilité masculine. D'autres recherches sont nécessaires pour identifier les causes spécifiques de ces tendances et élaborer des stratégies de prévention.

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