Pouvons-nous oublier une biopsie d'embryon?
Ces dernières années, de nombreux progrès ont été réalisés dans le domaine de la médecine de la reproduction avec l'émergence de nouvelles stratégies visant un objectif commun : parvenir à la naissance d'un bébé en bonne santé. Ces techniques émergentes dans le domaine biomédical comprennent la non invasive test génétique préimplantatoire (PGT). Son but est d'obtenir l'information génétique de l'embryon de la manière la moins nocive possible avant qu'elle ne soit transférée dans l'utérus maternel.
Pour ce faire, la première étape consiste à réaliser la technique de la fécondation in vitro (FIV), qui consiste à associer l'ovocyte et le sperme en laboratoire. Ce traitement est indiqué dans divers cas, tels que l'âge maternel avancé, un faible nombre de spermatozoïdes, des problèmes d'ovulation ou lorsque d'autres techniques de procréation assistée plus simples ont échoué.
Si le processus de fécondation réussit, l'œuf fécondé commencera à se diviser et donnera un embryon. Les embryons sont cultivés dans des incubateurs spéciaux du laboratoire d'embryologie. Ici, les embryologistes surveillent régulièrement leur développement, sélectionnant les embryons de la plus haute qualité pour le transfert dans l'utérus maternel ou pour la vitrification en vue d'une utilisation ultérieure.
Jusqu'à il y a quelques années, la sélection des embryons se faisait exclusivement sur la base de la morphologie embryonnaire, qui prend en compte des paramètres tels que le nombre de cellules, leur taille et le pourcentage de fragmentation. Cependant, la morphologie n'est pas toujours liée à la dotation chromosomique de l'embryon.
Les cellules humaines sont constituées de Chromosomes 46, structures qui contiennent notre information génétique, notre ADN. La moitié d'entre eux sont hérités de notre père, et l'autre moitié de notre mère. On dit qu'un embryon est euploïde lorsque toutes ses cellules contiennent 46 chromosomes, tandis qu'un aneuploïde L'embryon est celui qui a trop ou trop peu de copies de chromosomes.
Aujourd'hui, nous savons que les embryons aneuploïdes sont fréquents et que cela dépend, entre autres facteurs, de l'âge maternel. Par exemple, certains 25% d'embryons de 30 ans les femmes sont aneuploïdes. Cette proportion augmente jusqu'à 50% at 40 ans (Franasiak JM et al., Fertil Steril, 2014).
Les embryons aneuploïdes ne sont pas compatibles avec la vie ; la grande majorité d'entre eux finissent par faire des fausses couches ou ne s'implantent pas. On peut sélectionner le meilleur embryon en fonction de sa morphologie lors des techniques de fécondation in vitro, mais il peut être aneuploïde. Cela signifie qu'il y aura un plus grand risque d'échec d'implantation, de fausse couche ou même d'avoir un enfant avec des anomalies graves.
Etude génétique de l'embryon
La seule façon dont nous disposons actuellement pour minimiser le risque de transfert d'embryons aneuploïdes est de réaliser une étude génétique qui déterminera le nombre de chromosomes de l'embryon dans la phase préimplantatoire ; en d'autres termes, avant qu'il ne soit transféré dans l'utérus maternel. Cette étude s'appelle DPI-A (Tests génétiques préimplantatoires pour l'aneuploïdie). Il est notamment utilisé en cas d'âge maternel avancé, de fausses couches à répétition et d'échecs d'implantation récurrents, entre autres.
Ce test génétique est réalisé à partir de trois à cinq jours après la fécondation. Dans un premier temps, il est nécessaire d'effectuer une biopsie d'embryon, c'est-à-dire d'extraire une ou plusieurs cellules de chaque embryon. Ce matériel est ensuite analysé en laboratoire pour identifier les embryons avec les charges chromosomiques correctes. Par conséquent, ils ont plus de chances d'aboutir à une grossesse normale.
Biopsie embryonnaire
La biopsie embryonnaire est une étape cruciale au cours du PGT. Elle peut être réalisée le troisième jour après la fécondation, lorsque l'embryon a six à huit cellules. Dans ce cas, une petite ouverture est faite dans la soi-disant "zone pellucide" (la membrane entourant l'embryon), où une cellule est extraite pour analyse. Cependant, la biopsie embryonnaire est actuellement généralement effectuée au jour 5 ou 6 après la fécondation. Cette phase est appelée la blastocyste phase, et l'embryon est composé de plus d'une centaine de cellules. Dans ce cas, un petit groupe de cellules est extrait du trophectoderme, la couche cellulaire externe du blastocyste qui deviendra le placenta.
La biopsie au stade blastocyste offre des avantages importants par rapport à la biopsie au jour 3. D'une part, on peut obtenir une plus grande quantité de matériel génétique, puisque l'on extrait un plus grand nombre de cellules ; d'autre part, puisque l'embryon contient plus de cellules, il est moins nocif. Il permet également de détecter le mosaïcisme embryonnaire (embryons constitués de lignées cellulaires d'euplides et d'aneuplides).
Avantages et limites
Comme toutes les techniques, le PGT-A présente certains avantages et certaines limites. Par rapport aux cycles de FIV où le PGT n'a pas été effectué, la technique présente des avantages qui incluent :
- Améliorer les taux de mise en œuvre
- Réduire les taux de fausses couches
- Améliorer la grossesse par les taux de transfert
- Réduire le risque d'avoir un bébé avec une anomalie chromosomique
Par contre, il a quelques limites :
- Il s'agit d'un méthode invasive dans laquelle la grande majorité des embryons survivent à la biopsie, bien qu'il y ait une petite possibilité que l'embryon ne se développe pas.
- Il s'agit d'un technique complexe qui nécessite un équipement spécifique et un personnel ayant une grande expérience.
- Il existe une possibilité d'erreur de diagnostic due à mosaïcisme embryonnaire car une seule des lignées cellulaires embryonnaires est détectée.
PGT non invasif
En 2016, la détection d'ADN libre au milieu de la culture de blastocystes a été publiée et suggérée comme outil pour déterminer la charge chromosomique de l'embryon de manière non invasive. Cet ADN est libéré par l'embryon dans le milieu de culture lors de son développement in vitro par des mécanismes encore mal connus. Ces dernières années, plusieurs études ont montré la capacité de détecter, d'extraire et d'amplifier l'ADN du milieu de culture embryonnaire, en particulier en phase blastocyste, et son application clinique potentielle pour la PGT non invasive a été évaluée.
Actuellement, il existe une certaine controverse quant à l'utilité du PGT non invasif. Or, les dernières publications indiquent que, lorsque la contamination par l'ADN des cellules maternelles est éliminée et que les procédures du laboratoire d'embryologie sont optimisées, l'ADN libéré par l'embryon est un bon indicateur de sa charge chromosomique (Huang et al., Proc Natl Acad Sci États-Unis, 2019 ; Chen et al., Front Cell Dev Biol, 2021).
Comment se déroule la PGT non invasive ?
Le protocole est beaucoup plus simple que le PGT traditionnel, car il n'est pas nécessaire d'effectuer une biopsie d'embryon. Les étapes de base sont les suivantes :
- Au jour 3 ou 4 après la fécondation, chaque embryon est lavé et transféré dans un nouveau milieu de culture, où il est incubé jusqu'au Jour 5 ou Jour 6.
- Pendant cette période, l'embryon libère de l'ADN libre dans le milieu.
- Au jour 6, les embryons sont vitrifiés et le milieu de culture est collecté et analysé pour détecter l'ADN libre et identifier une éventuelle aneuploïdie.
La PGT non invasif présente plusieurs avantages par rapport au PGT traditionnel :
- Le risque de dommages potentiels à l'embryon après la biopsie est éliminé.
- Le protocole est beaucoup plus simple.
- Le coût des équipements spécifiques est réduit.
Cependant, il a aussi quelques limites :
- L'origine de l'ADN libre des cellules n'est toujours pas claire. Il y a encore une certaine controverse quant à savoir si l'ADN libre libéré dans le milieu de culture est représentatif ou non de la composition chromosomique de l'embryon entier.
- Il est nécessaire de minimiser le risque de contamination avec l'ADN maternel, ce qui peut conduire à un diagnostic erroné.
- CA devrait etre validé dans chaque laboratoire. Cela passe par l'optimisation et la standardisation des conditions de culture et des protocoles de récupération du milieu de culture pour obtenir une quantité suffisante d'ADN libre et éviter la contamination par l'ADN maternel.
Malgré les limites de la technique, les informations fournies par le PGT non invasif peuvent être utilisées comme un système pour prioriser l'identification des embryons avec la plus grande possibilité d'être euploïdes, augmentant ainsi la probabilité de parvenir à une grossesse normale.
La PGT non invasive est une technique avec grand potentiel et avec certaines limitations qui devraient être résolues dans un proche avenir.
