Développement embryonnaire dans le laboratoire PMA

Après la fécondation d’un ovocyte mature par un spermatozoïde, les noyaux mâle et femelle subissent un processus qui aboutit à leur fusion. Cette cellule, que nous appelons aujourd’hui zygote, représente une nouvelle entité génétique. Après la fusion des noyaux, les divisions cellulaires qui donnent naissance à l’embryon commencent.

Lors d’une conception naturelle, la fécondation et le développement embryonnaire initial ont lieu dans la trompe de Fallope. L’embryon parcourt toute la longueur de la trompe tout en effectuant des divisions cellulaires et est protégé par une couche de glycoprotéines appelée zone pellucide. Ce voyage dure environ 5 jours jusqu’à ce que l’embryon atteigne la cavité utérine. À ce stade, l’embryon est appelé blastocyste et constitue déjà une entité dotée d’une certaine différenciation cellulaire. C’est à ce stade que l’embryon augmente de taille et parvient à se libérer de la zone pellucide, dans un processus connu sous le nom d’éclosion. Le blastocyste éclos peut se fixer à l’endomètre utérin par le processus d’implantation, donnant lieu à une grossesse.

Le développement embryonnaire après un traitement par fécondation in vitro conventionnelle (FIV) ou par micro-injection intracytoplasmique de spermatozoïdes (ICSI) est similaire à ce qui se passe lors d’une conception naturelle, mais il se déroule en dehors du corps de la femme jusqu’à ce que les embryons soient transférés dans la cavité utérine.

L’environnement des trompes de Fallope et de la cavité utérine favorise le développement embryonnaire. Dans le laboratoire du CETI, cet environnement est reproduit grâce à l’utilisation de milieux de culture adaptés qui fournissent toutes les substances nécessaires à chaque stade de développement, et d’incubateurs de pointe qui visent à se rapprocher le plus possible de l’atmosphère du système reproducteur féminin.

Lors des traitements de procréation médicalement assistée (PMA), le développement embryonnaire est surveillé afin de recueillir des informations qui permettent aux embryologistes de sélectionner les embryons ayant le plus grand potentiel d’implantation.

Développement embryonnaire en PMA

• Jour 0 – Jour de la ponction folliculaire et de l’insémination des ovocytes par FIV ou de la micro-injection par ICSI
• Jour 1 – 16 à 18 heures après l’insémination ou la micro-injection des ovocytes, la fécondation est évaluée. À ce stade, en cas de fécondation normale, on observe deux pronucléus (un femelle et un mâle) et deux globules polaires. L’ovocyte est alors appelé pré-zygote. Au cours des prochaines heures, les pronucléi fusionneront et donneront naissance à une nouvelle entité génétique, le zygote.
• Jour 2 – Les divisions cellulaires ont commencé et l’embryon compte désormais 4 cellules. À ce stade, on évalue la présence de fragmentation (cytoplasme cellulaire exclu lors des divisions), la présence de cellules multinucléées (avec plus d’un noyau), la taille des cellules et d’autres caractéristiques morphologiques pertinentes. À ce stade, on dit que l’embryon est au stade du clivage.
• Jour 3 – Les divisions cellulaires se poursuivent et l’embryon devrait compter environ 8 cellules. Le degré de fragmentation, la taille des cellules et d’autres caractéristiques morphologiques pertinentes sont également évalués. L’embryon est encore en phase de clivage.
• Jour 4 – L’embryon a entamé le processus de compaction, au cours duquel les cellules forment des liens très forts et il n’est plus possible de distinguer la membrane de chaque cellule. Cette compaction doit concerner toutes les cellules. L’embryon atteint le stade de la morula.
• Jour 5 à 6 – Après le compactage, une cavité remplie de liquide commence à se former à l’intérieur de l’embryon, le blastocœlium. Cette cavité s’agrandit et il devient possible de distinguer deux types de cellules : celles de la périphérie, appelées trophectoderme, et un groupe cohésif de cellules, appelé masse cellulaire interne. L’embryon atteint le stade du blastocyste et l’augmentation de la taille du blastocyste définit son degré d’expansion. À ce stade, la couche qui protège l’embryon (la zone pellucide) commence à s’épaissir en raison de l’expansion de l’embryon et le processus d’éclosion peut commencer. Pendant l’éclosion, l’embryon provoque une fracture de la zone pellucide par des mouvements de contraction et d’expansion. Grâce à cette fracture, le blastocyste peut se libérer et poursuivre son processus d’expansion.
  Le processus d’éclosion peut avoir lieu pendant le développement en laboratoire ou dans la cavité utérine après le transfert de l’embryon. L’embryon éclos peut s’implanter dans l’endomètre.

Outils d’évaluation des embryons

• Évaluation conventionnelle
  Lors de l’évaluation conventionnelle, les embryons sont sortis de l’incubateur pour une période aussi courte que possible et observés au microscope pour une évaluation morphologique de leur développement. Dans ce cas, l’embryon n’est évalué qu’une fois par jour, afin de minimiser le stress lié à la sortie de l’incubateur, et il n’est possible d’enregistrer que le stade auquel il se trouve à ce moment-là.
• Time-lapse
  La technologie Time-lapse appliquée au laboratoire de procréation médicalement assistée permet d’observer les embryons à intervalles réguliers, sans les sortir de l’incubateur. Cette technologie utilise une caméra intégrée à l’incubateur qui prend des photos à intervalles réguliers, généralement toutes les 5 minutes, de tous les embryons et dans différents plans. Les photographies sont ensuite compilées dans une vidéo time-lapse qui permet à l’embryologiste de voir l’évolution dynamique de l’embryon. Cette technologie permet de détecter des événements que l’évaluation conventionnelle ne permet pas, avec l’avantage que les embryons ne sont pas retirés de l’incubateur pour l’évaluation.
• Logiciel prédictif
  Avec l’évolution de la technologie time-lapse, des logiciels sont également apparus pour évaluer les vidéos obtenues à l’aide de l’intelligence artificielle et de valeurs prédictives afin d’optimiser le choix de l’embryon ayant le meilleur potentiel d’implantation. La combinaison de l’évaluation de l’embryologiste et de celle obtenue par le logiciel peut permettre une meilleure sélection des embryons à transférer.

Sélection embryonnaire

Chaque étape d’un traitement de procréation médicalement assistée est importante pour sa réussite et pour atteindre l’objectif principal d’une grossesse saine. Bien que le succès du traitement ne dépende pas uniquement des professionnels qui accompagnent les patientes, à chaque étape, des décisions doivent être prises par l’équipe de spécialistes afin d’augmenter les chances de grossesse.

L’une des étapes les plus importantes est la sélection des embryons ayant le plus grand potentiel d’implantation qui seront transférés dans l’utérus de la patiente.

Le meilleur embryon ou l’embryon ayant le plus grand potentiel d’implantation est un concept difficile à définir et souvent soumis à la subjectivité de l’évaluation de l’embryologiste. Pour aider les professionnels dans cette tâche, des efforts ont été faits pour parvenir à un consensus qui standardise l’évaluation des embryons dans les différents laboratoires. Ce consensus, auquel ont contribué divers spécialistes, a défini les délais d’observation et les critères d’évaluation des pré-zygotes, des embryons au stade de la clivage et des blastocystes. L’expérience de l’équipe d’embryologistes est, en tout état de cause, une condition indispensable pour améliorer la sélection des embryons.

C’est pourquoi le laboratoire du CETI est équipé d’incubateurs dotés de la technologie time-lapse (GERI et PrimoVision) qui aident l’équipe d’embryologie à prendre des décisions sur les meilleurs embryons à transférer.

En outre, et ce n’est pas moins important que l’utilisation de la technologie la plus avancée, le CETI dispose d’une équipe d’embryologie expérimentée qui est entièrement certifiée par la Société européenne de reproduction humaine et d’embryologie (ESHRE).