La fécondation in vitro (FIV) consiste à organiser en laboratoire la rencontre entre les oeufs (ovocytes) et les spermatozoïdes, afin d’obtenir des embryons dans le but de les transférer dans la cavité utérine.
Suivant les circonstances, plusieurs types de FIV sont réalisables, qui dépendent essentiellement de la qualité des spermatozoïdes.
FIV CLASSIQUE
Il s’agit de reproduire en laboratoire ce qui se passe normalement dans le tiers externe de la trompe utérine. Une population de spermatozoïdes sélectionnés est mise au contact des ovocytes. La fécondation des ovocytes se fait « naturellement », un seul spermatozoïde pénétrant chaque ovocyte. Une fois qu’un spermatozoïde a pénétré dans l’ovocyte, tous les autres restent bloqués à l’extérieur par les cellules du cumulus qui l’entourent. Au moment de l’ovulation en effet, l’ovocyte est expulsé du follicule ovarien entouré d’une couronne de cellules folliculaires appelée cumulus proliger. Le spermatozoïde fécondant doit se frayer un chemin entre les cellules du cumulus pour parvenir à l’ovocyte ; il se produit alors dans le cumulus une réaction instantanée empêchant les autres spermatozoïdes de l’atteindre. Ceci a pour effet de prévenir la polyspermie, c’est-à-dire la fécondation d’un même ovocyte par plusieurs spermatozoïdes, qui conduit automatiquement au blocage et à la disparition de l’embryon ainsi formé. Dans le cas de la FIV, l’ovocyte n’a pas été ovulé, mais a été aspiré de son follicule par ponction ovarienne, et il reste entouré du cumulus proliger.
La FIV classique est la première méthode qui a été mise au point par R. Edwards, et qui a permis la naissance de Louise Brown en 1978. Cette technique permet d’obtenir des embryons chaque fois que le sperme est normal ou subnormal.
Par contre, dès que le sperme est plus ou moins gravement altéré, la fécondation ne se fait pas : les spermatozoïdes sont incapables d’atteindre et de féconder l’ovocyte, d’où la nécessité dans ces cas d’une technique spécifique.
LA FIV/ICSI
Il a donc fallu imaginer des techniques permettant de faciliter l’accès et la pénétration des SPZ dans les ovocytes.
Les biologistes ont d’abord pratiqué des brèches dans la membrane pellucide qui recouvre l’ovocyte lui-même (Partial Zona Drilling), puis, devant le succès limité de ces tentatives, ont introduit le PZD dans l’espace virtuel entre ovocyte et membrane pellucide (Sub Zonal Insemination), qui a légèrement augmenté les chances de succès ; celles-ci restaient toutefois largement insuffisantes. C’est pourtant en réalisant ce type de micromanipulation qu’en 1991 G. Palermo injecta accidentellement un SPZ au sein du cytoplasme de la cellule ovocytaire elle-même, obtenant de manière inattendue un bel embryon : l’ICSI (Intra Cytoplasmic Sperm Injection) était née.
A l’heure actuelle, le recours à l’ICSI encas de sperme défectueux permet d’obtenir les mêmes résultats en termes d’embryons et de grossesses que la FIV classique avec sperme normal: en plus du fait qu’elle nécessite des manipulations sous microscope qui alourdissent le travail du biologiste, l’ICSI avec sperme normal ne donne pas de meilleurs résultats que la FIV classique.
Il existe toutefois une indication secondaire à l’ICSI : les situations relativement peu nombreuses où la fécondation n’a pas lieu en FIV classique (échec de fécondation) ; on peut en rapprocher les situations où le nombre d’embryons attendus par rapport au nombre d’ovocytes recueillis (de l’ordre de 50%) est décevant (pauci-fécondation) alors qu’ovocytes et sperme paraissaient normaux. Cet échec peut correspondre à trois types de réalités :
- Un problème purement accidentel, comme toute technique sophistiquée peut en connaitre, à moins que la culture cellulaire n’ait été infectée par des germes présents dans le sperme ce jour-là alors que la spermoculture précédente était négative. Pour la tentative suivante, le biologiste préférera avoir recours à l’ICSI pour éviter toute nouvelle surprise, même si l’essai précédent n’a pas compté comme tentative dans la mesure où il n’y a eu de transfert ;
- Un sperme non fécondant, malgré un spermogramme normal : il faut savoir que le spermogramme ne mesure qu’un nombre limité de paramètres comme la concentration et la mobilité des SPZ, et le taux de PZD mal formés ; ces caractéristiques n’ont qu’un rapport assez éloigné avec la fécondance réelle du sperme, qui repose également sur des propriétés invisibles au microscope. C’est la FIV classique qui a permis de mettre en évidence ces spermes non fécondants, qui ne produisent pas d’embryon alors qu’ils sont mis en contact direct avec l’ovocyte. Dans ces cas également, l’ICSI rétablit des chances de succès normales ;
- Des ovocytes immatures à la suite d’une hyperstimulation folliculaire contrôlée suboptimale : en FIV classique, l’appréciation de la maturité ovocytaire est relativement difficile à travers les cellules folliculaires qui entourent l’œuf ; en ICSI au contraire, on supprime cette couronne péri-ovocytaire en toute sécurité : la polyspermie n’est pas possible puisque un seul SPZ est injecté. On est ainsi en mesure de beaucoup mieux apprécier la maturité des ovocytes, et parfois découvrir que l’ensemble de la cohorte ovocytaire n’a pas atteint le niveau de maturité nécessaire à la fécondation.
Dans ces cas, l’ICSI qui consiste à n’injecter que les seuls ovocytes matures ne fait évidemment pas mieux : il est nécessaire que la prochaine stimulation ovarienne soit mieux adaptée, et/ou que le timing du recueil ovocytaire par rapport au déclenchement ovulatoire soit optimisé.
LA FIV/IMSI
Au cours de l’ICSI, la sélection des PZD à injecter dans l’ovocyte se fait au microscope au grossissement x 400, qui permet de choisir des spermatozoïdes à tête normale : seule en effet la tête du PZD, porteuse dans son noyau du génome masculin, est injectée. Toutefois, si on regarde la tête des mêmes spermatozoïdes à un grossissement dix fois plus fort, on aperçoit dans certaines d’entre elles des anomalies appelées vacuoles : ces structures signent la mauvaise qualité du matériel génétique sous-jacent. L’injection dans des ovocytes de tels PZD, qui apparaissent pourtant normaux au grossissement habituel, est susceptible de produire des échecs de fécondation ou des embryons incapables de s’implanter, ou de poursuivre un développement normal (fausses-couches précoces ou/et à répétition). Dans ces situations, la sélection des spermatozoïdes au fort grossissement augmente les chances de succès : c’est l’IMSI (Intracytoplasmic Morphologically selected Sperm Injection) qui a été mise au point en 2002 par B. Bartoov.
De la même façon que l’ICSI ne fait pas mieux que la FIV classique en cas de sperme normal, l’IMSI ne fait pas toujours mieux que l’ICSI en cas de sperme anormal. C’est pourquoi il convient de distinguer les situations dans lesquelles l’IMSI peut être mise en œuvre ; ce d’autant qu’elle n’est pas proposée dans tous les Centres de PMA, et que le surcroît de travail du biologiste n’est pas pris en charge par la Sécurité Sociale. C’est la raison d’être du test pré-IMSI (également non remboursé), appelé MSOME (Motile Sperm Organelle Morphology Examination), qui examine 200 spermatozoïdes au grossissement x 6600 : l’IMSI est indiquée si moins de 10% des spermatozoïdes ont une tête dépourvue de vacuoles. C’est à ce même grossissement que seront sélectionnés le jour de l’IMSI les spermatozoïdes à injecter.