Fécondation in vitro et ICSI (I)

H. Lucas, F. Urner, N. Jaquenoud, I. Wagner

Les étapes de la fécondation in vitro conventionnelle et de l’ICSI sont identiques sauf en ce qui concerne la rencontre du spermatozoïde et de l’ovocyte. Dans la FIV, le spermatozoïde parvient lui-même à entrer dans l’ovocyte après avoir traversé les barrières qui l’entourent (le cumulus et la zone pellucide) tandis qu’en ICSI le spermatozoïde est placé directement à l’intérieur du cytoplasme de l’ovocyte.
Les étapes principales de la fécondation in vitro, avec ou sans ICSI, sont résumées dans le schéma ci-dessous :
JOUR 0
Recueil des ovocytes
Préparation du sperme
Mise en contact des gamètes : FIV conventionnelle ou ICSI
JOUR 1
Observation de la fécondation, présence de 2 pronuclei, stade: zygote
Développement in vitro de 3 zygotes au maximum
Congélation des zygotes surnuméraires
JOUR 2
Poursuite du développement embryonnaire, stade: embryon 2-4 blastomères
JOUR 3
Transfert d’embryons, stade: embryon 4-8 blastomères




Chaque ovocyte se trouve au sein d’un follicule ovarien qui se présente sous la forme d’un antre rempli de liquide (le liquide folliculaire). La croissance des follicules a été suivie par échographie durant la stimulation ovarienne et ce n’est qu’à partir d’une certaine taille que le médecin a décidé de « déclencher » l’ovulation avec une injection d’hCG. Entre cette injection et l’ovulation, 36h sont nécessaires à la maturation finale de l’ovocyte. Juste avant que l’ovulation ne se produise, le médecin aspire le contenu des follicules, qui est ensuite rapidement examiné sous le microscope, afin de trouver l'ovocyte et de le transférer dans un milieu de culture adéquat. Lorsque l’ovocyte est recueilli, il se trouve englobé dans des couches de cellules folliculaires qui forment le cumulus. Le diamètre de l’ovocyte est d’environ 0,1 mm alors que celui du complexe cumulus-oophorus est d’environ 1 mm.
Oocyte englobé dans son cumulus
Préparation du sperme
Origine des spermatozoïdes
Dans la plupart des cas, ils proviennent de sperme éjaculé mais ils peuvent également provenir de l’épididyme (ponction épididymaire ou MESA) ou directement du testicule (biopsie testiculaire ou TESA). Par ailleurs, les spermatozoïdes humains peuvent être congelés avant utilisation, mais il faut savoir que la congélation entraîne une perte de la mobilité d’environ 50 %. En présence de spermatozoïdes de l’épididyme ou du testicule l’ICSI sera systématiquement choisie. En ce qui concerne le sperme éjaculé, c’est principalement la qualité du spermogramme qui déterminera le type de traitement à proposer au couple.
Spermatozoïdes nageant dans un milieu de culture
Spermatozoïdes éjaculés
L’éjaculat est produit juste après le recueil des ovocytes. Le but de la préparation du sperme éjaculé est d’éliminer le plasma séminal et de sélectionner une population de spermatozoïdes mobiles et morphologiquement normaux. L’une des méthodes couramment utilisée est la centrifugation des spermatozoïdes auà travers d’un gradient de densité (PureSperm) : les spermatozoïdes de faible densité (morts, anormaux) ainsi que les contaminants cellulaires de l’éjaculat s’accumulent dans les fractions de densité correspondante, alors que les spermatozoïdes de plus forte densité (mobiles, normaux) traversent le gradient et se retrouvent dans le fondculot du tube. Les spermatozoïdes ainsi isolés sont lavés avec du milieu de culture afin d’éliminer toute trace de PureSperm.
Spermatozoïdes épididymaires
Les spermatozoïdes de l’épididyme peuvent être aspirés et congelés avant le cycle de traitement de la femme. Il est aussi possible que l’aspiration épididymaire se fasse le même jour que le recueil des ovocytes.
Spermatozoïdes testiculaires
La biopsie testiculaire est déchirée en petits morceaux pour permettre la libération de spermatozoïdes dans le milieu. Seuls les spermatozoïdes matures sont utilisés pour l’ICSI. A l’heure actuelle en Suisse, nous n’utilisons pas les spermatides qui sont des cellules germinales haploïdes encore immatures. La biopsie peut être prélevée avant le cycle de traitement de la femme et les spermatozoïdes congelés.
Mise en fécondation des ovocytes
La FIV - fécondation in vitro traditionnelle
Les ovocytes sont mis en présence de nombreux spermatozoïdes mobiles dont un seul va habituellement féconder l’ovocyte. Les ovocytes prélevés par ponction folliculaire sont placés individuellement ou par groupe de 2 ou 3 dans 0,5 ml de milieu de culture. Les spermatozoïdes préparés sont ajoutés aux ovocytes (50’000-100’000 spermatozoïdes mobiles/ml). Pendant les heures qui suivent, certains spermatozoïdes vont traverser le cumulus et s’attacher à la zone pellucide qui entoure l’ovocyte. La zone pellucide est une barrière importante et le spermatozoïde doit exercer des mouvements vigoureux pour la traverser. En général, un seul de ces spermatozoïdes parvient à traverser la zone pellucide, atteindre la surface de l’ovocyte et pénétrer dans l’ovocyte. Bien que la mobilité du spermatozoïde soit essentielle pour qu’il parvienne jusqu’à l’ovocyte, la morphologie du spermatozoïde semble également importante pour assurer le succès de la fécondation in vitro.
Ovocytes en contact avec des spermatozoïdes
L’ICSI - « intracytoplasmic sperm injection »
Avec cette technique, un spermatozoïde est directement injecté dans l’ovocyte à l’aide de pipettes en verre très fines. Un microscope équipé d’une excellente optique et une paire de micromanipulateurs sont nécessaires pour l’ICSI.
Technicien procédant à une ICSI
Préparation des ovocytes
Il est nécessaire que l’ovocyte soit bien visible pour permettre l’injection d’un spermatozoïde. Pour cela, les cellules du cumulus qui entourent l’ovocyte sont éliminées en utilisant une enzyme appelée hyaluronidase.
Détermination de la maturité de l’ovocyte
Seul un ovocyte mature peut être fécondé. L’ovocyte mature se trouve en métaphase de la seconde division méiotique (métaphase II) et se caractérise par la présence du 1er globule polaire dans l’espace périvitellin (entre la surface de l’ovocyte et la zone pellucide). L’ovocyte totalement immature se trouve au stade diplotène de la prophase I et présente un grand noyau appelé vésicule germinale. L’ovocyte en cours de maturation se trouve à un stade intermédiaire de la méiose; il n’a plus de vésicule germinale mais le 1er globule polaire n’est pas encore apparu. La maturation de l’ovocyte se fait dans l’ovaire en réponse à l’hCG injecté pour le «déclenchement» de l’ovulation. Elle est en général achevée lors du recueil des ovocytes mais il arrive que quelques uns des ovocytes soient encore immatures. Les ovocytes immatures représentent en général une faible proportion des ovocytes récoltés. Ces ovocytes sont laissés en culture et ne sont injectés que s’ils parviennent à maturité in vitro.
Ovocyte et son globule polaire
Sélection du spermatozoïde
Les spermatozoïdes mobiles et si possible de morphologie normale sont choisis pour être injectés. La mobilité est importante car elle signale que le spermatozoïde est vivant. Pour ralentir la vitesse de déplacement des spermatozoïdes, on ajoute du polyvinyilpyrrolidone (PVP, 10%) à la suspension juste avant usage. Une goutte (5 µl) de cette suspension est déposée sur un support et recouverte d’huile. Sous le microscope, le spermatozoïde sélectionné est immobilisé en comprimant sa queue contre le support avec la pipette d’injection et aspiré dans celle-ci, la queue en premier. L’immobilisation du spermatozoïde est nécessaire pour éviter que des lésions soient induites par les mouvements du spermatozoïde dans le cytoplasme et pour permettre l’activation de l’ovocyte.