Découvrez Comment le Calcul des Spermatozoïdes Révolutionne l'Évaluation de la Fertilité Masculine

La fertilité d'un couple est un sujet complexe, et lorsqu'un couple rencontre des difficultés à concevoir, il est essentiel d'évaluer les deux partenaires. Chez l'homme, l'évaluation de la fertilité passe souvent par l'analyse du sperme, notamment le calcul des spermatozoïdes. Cet article explore les différentes méthodes de calcul des spermatozoïdes, leur importance dans le diagnostic de l'infertilité masculine, et les techniques de procréation médicalement assistée disponibles.

L'importance de l'évaluation de la fertilité masculine

Lorsqu'un couple se rend chez un spécialiste en procréation médicalement assistée, la première étape consiste à obtenir un diagnostic précis de sa fertilité. L'évaluation du partenaire masculin est indispensable dans la démarche étiologique et thérapeutique du couple ayant une infécondité, et chez l’homme ayant un facteur de risque d’hypofertilité. Cette évaluation initiale doit être réalisée en l’absence de grossesse après un an de rapports non protégés. La stérilité correspond à l'incapacité totale et définitive de concevoir.

Contrairement à la femme pour qui l'axe hypothalamo-hypophysaire est souvent impliqué dans l'infertilité, il s'agit fréquemment de perturbation de la spermatogenèse testiculaire chez l'homme.

La spermatogenèse : un processus complexe

La spermatogenèse est le processus de production des spermatozoïdes dans les testicules. La fonction exocrine est assurée par les tubes séminifères. À l'âge adulte, les testicules contiennent 200 à 300 lobules constitués eux-mêmes de 2 ou 3 tubules séminifères. C'est au niveau du tubule que se passe la spermatogenèse : les spermatogonies (cellules 46, XY) se multiplient par mitose (division de la cellule au cours de laquelle chaque chromosome se dédouble) sous l'influence de la FSH (hormone hypophysaire agissant sur les testicules). Lors de la méiose (division de la cellule avec réduction de moitié du nombre de chromosomes), les spermatocytes primaires (46 chromosomes haploïdes appariés deux à deux sous forme bivalents) donnent naissance aux spermatocytes secondaires (cellules haploïdes à 23 chromosomes contenant 2n ADN). La deuxième division méiotique transforme les spermatocytes secondaires en spermatides primitives (cellules haploïdes à 23 chromosomes et n ADN). L'ensemble de la spermatogenèse dure 74 jours et nécessite une température de 32 à 35 °C.

La fonction endocrine est assurée par les cellules de Sertoli et de Leydig du testicule. Les cellules de Sertoli fabriquent, sous l'influence de la FSH et de la testostérone, l'ABP (androgen binding protein), une protéine chargée du transport local des stéroïdes testiculaires. À la puberté, une zone cérébrale (le noyau arqué de l'hypothalamus) stimule la production de FSH et LH. La FSH et la LH vont à leur tour stimuler les cellules de Sertoli et les cellules de Leydig du testicule qui contrôlent la spermatogenèse. Lorsque l'axe hypothalamo-hypophysaire est atteint ou freiné par des médicaments, cela entraîne un hypogonadisme hypogonadotrope (insuffisance de fonctionnement des gonades par manque de stimulation en provenance du cerveau). Les estrogènes, qui sont augmentés en cas d'obésité, d'éthylisme chronique ou d'hyperthyroïdie, ont également une action freinatrice.

Lors de l'éjaculation, le sperme en provenance des testicules et des vésicules séminales se rassemble dans l'urètre postérieur au niveau de la prostate.

Le spermogramme : un examen clé

Le spermogramme est une étude de base d’un échantillon de sperme obtenu par éjaculation, qui aide à définir le potentiel de fertilité chez l’homme. Il évalue notamment le nombre, la mobilité et la vitalité des spermatozoïdes. Pour réaliser différents tests diagnostiques sur le sperme, par exemple un séminogramme, également appelé spermiogramme, une culture séminale ou une culture de sperme, etc., ainsi que pour son utilisation dans les différentes techniques de procréation assistée (insémination artificielle, fécondation in vitro ou don), il est nécessaire d’avoir un échantillon séminal. Les conditions de collecte de sperme doivent être aussi calmes et agréables que possible et une attention particulière doit être portée à la collecte de tout le sperme éjaculé.

Le recueil du sperme se fait par masturbation au laboratoire (et non au domicile), après 2 à 5 jours d'abstinence sexuelle. Le délai d’abstinence doit être fourni sur le rendu d’examen, et à défaut, précisé par le praticien.

Paramètres évalués lors d'un spermogramme

Le spermogramme évalue plusieurs paramètres clés :

Le nombre de spermatozoïdes par ml : c’est la numération. En moyenne de 80 à 100 millions chez les hommes féconds. Un nombre de spermatozoïdes inférieur à 100.000 s'appelle cryptozoospermie, l'absence complète l'azoospermie. Dans un échantillon normal, il y a au moins 39 millions de spermatozoïdes.
La mobilité des spermatozoïdes : c’est à dire le pourcentage d’entre eux capables de progresser du vagin à la trompe pour féconder l’ovocyte. Une mobilité insuffisante est appelée asthénozoospermie. Mobilité suffisante des spermatozoïdes, appréciée en quantité et en qualité dans l'heure suivant l'éjaculat.
La vitalité des spermatozoïdes : Une vitalité diminuée, nécrozoospermie.
pH : il mesure l’acidité ou l’alcalinité de l’échantillon et devrait être égal ou supérieur à 7,2.
Nombre total de spermatozoïdes : dans un échantillon normal, il y a au moins 39 millions de spermatozoïdes.
Leucocytes : un échantillon considéré comme normal ne devrait pas contenir plus d’un million de leucocytes ou globules blancs par millilitre. Un nombre élevé de polynucléaires dans le sperme est souvent associé à une altération de la fonction et de la mobilité des spermatozoïdes.

En termes médicaux, lorsque les valeurs du spermogramme sont dans la normale, on parle de normozoospermie.

Le spermocytogramme

Le spermocytogramme consiste à examiner en détail 100 spermatozoïdes au microscope. La morphologie des spermatozoïdes est étudiée sur le spermatocytogramme. Concernant l’étude de la morphologie des spermatozoïdes, deux classifications sont utilisées. La classification de David modifiée demeure la plus utilisée en France. La classification de David modifiée permet d’évaluer la présence ou non d’anomalies au niveau de la tête, de la pièce intermédiaire et du flagelle du spermatozoïde, les anomalies retrouvées pouvant refléter un possible défaut ultrastructural susceptible d’avoir un retentissement fonctionnel.

Variabilité des résultats et importance de la répétition des examens

Il est important de noter que ces valeurs sont déterminées pour des échantillons de sperme frais et ont été établies dans la population générale, c’est-à-dire dans une population théoriquement fertile. Lorsqu’un échantillon est congelé, surtout en ce qui concerne la concentration, elle est altérée. En premier lieu, il faut être conscient que les résultats peuvent varier d’un examen à l’autre. C’est pourquoi, on conseille de réaliser une deuxième analyse entre un mois et trois mois après la première. L’évaluation minimale complète de chaque homme infertile doit inclure un interrogatoire systématisé et un examen physique, et au moins deux spermogrammes en cas d’anomalies.

Méthodes de calcul des spermatozoïdes

Technique manuelle

La technique de référence reste la technique manuelle et la plupart des laboratoires d’analyse médicale peuvent réaliser ces examens, même si souvent les prescripteurs préfèrent qu’ils soient réalisés dans un laboratoire expérimenté en raison des variations inter-laboratoires importantes. Les méthodes d’analyse du sperme ont été réactualisées dans la 5e édition du manuel de laboratoire pour l’examen du sperme humain de l’organisation mondiale pour la santé (OMS 2010).

Analyse automatisée (CASA)

Des appareils CASA (Computer Assisted Sperm Analysis) sont apparus sur le marché dès 1985 avec des évolutions techniques régulières. L’arrivée sur le marché d’automates plus adaptés, la mise en place de l’accréditation avec son cortège de contrôles de qualité et la nécessité de voir diminuer les variations inter- et intra-laboratoires ouvrent une place à ces automates. Le système SCA est composé d’un microscope équipé d’une caméra numérique, d’une platine chauffante motorisée, et d’un logiciel d’analyse d’images (Microptic SL*) équipé d’un filtre analytique qui permet d’éliminer les événements d’analyse incohérents (débris cellulaires, têtes ou flagelle isolés).

L’analyse automatisée de la concentration, mobilité, vitalité et morphologie comparée à la méthode manuelle retrouvent des résultats très similaires avec la méthode manuelle (pour chaque paramètre au moins 30 spermes ont été évalués). Ces comparaisons ont été réalisées sur un grand nombre d’échantillons de patients pour couvrir toutes les situations normales et pathologiques de chaque paramètre et pour tenir compte aussi de la grande variabilité des échantillons de sperme pour un même patient, ce qui est une difficulté particulière de cet analyte. Ces 2 méthodes sont donc comparables (distribution normale des populations et comparaison par le calcul de la droite de régression par la méthode des moindres carrés).

De plus, pour chacun des paramètres étudiés, les CV de répétabilité diminuent nettement avec l’analyse automatisée. Par exemple pour un sperme normal, avec l’analyse manuelle et automatisée on retrouve respectivement un CV de 9,0% et 4,4% pour la concentration de spermatozoïdes, de 7,3% et 2,4% pour la vitalité et enfin de 11,4% et 4,1% pour la morphologie.

Les CASA de dernière génération sont devenus des outils précieux pour l’analyse en routine des principaux paramètres du spermogramme, leur analyse est rapide et fiable. L’apprentissage à l’utilisation du CASA est rapide pour une technicienne qualifié en spermiologie manuelle. Toutefois cette technologie ne remplacera pas complètement l’expertise manuelle notamment dans le cas des valeurs très basses en concentration où l’automate atteint ses limites. Le maintien de compétence des techniciennes en spermiologie manuelle devra être maintenu dans les laboratoires.

L’utilisation du système CASA, malgré son cout encore élevé, apporte au laboratoire de biologie médicale une amélioration de la robustesse de ses résultats pour un analyte qui a déjà des plages de normalité très grandes (WHO, 2010). C’est aussi la première fois qu’un automate de ce type peut rendre des résultats de morphologie des spermatozoïdes selon la classification de David modifiée par Auger (Auger et al., 2016).

Test de Migration Survie (TMS)

Le test de migration survie (TMS) permet grâce à un échantillon d'1 ml d'éjaculat (sperme éjaculé) de calculer la migration des spermatozoïdes.

Test post-coïtal

Le test post-coïtal est un examen microscopique du mucus cervical réalisé juste avant la date prévue d’ovulation, quelques heures après un rapport sexuel pour identifier la présence de spermatozoïdes mobiles dans la glaire. Ce test calcule le nombre de spermatozoïdes ayant une aptitude migratoire et une survie normales dans la glaire.

Autres examens complémentaires

Outre le spermogramme, d'autres examens peuvent être nécessaires pour évaluer la fertilité masculine :

Bilan hormonal : L’évaluation minimale de l’homme infertile comporte un dosage sérique de la FSH (exploration du testicule exocrine) et de la testostérone totale (exploration du testicule endocrine). Une élévation de la FSH témoigne d’une altération de la spermatogenèse, mais inversement le fait que la FSH soit dans les limites de la normale n’exclut pas une altération de la spermatogenèse. L’inhibine peut être prescrit en complément de la FSH. En cas d’anomalie du dosage de la testostérone totale, il est conseillé de redoser la testostérone totale et la SHBG (ou la testostérone biodisponible).
Echographie scrotale : La pratique de l’échographie scrotale est fortement recommandée (voire systématique) chez l’homme infertile en raison du lien étroit entre infertilité masculine et cancer du testicule. Elle doit être systématique en cas de facteurs de risque de cancer testiculaire (cryptorchidie, antécédents de cancer du testicule, testicule atrophique). L’échographie scrotale permet également de préciser le volume de chaque testicule (hypotrophie < 15 ml). L’échographie scrotale permet l’exploration épididymo-déférentielle à la recherche d’une pathologie obstructive. Le Doppler veineux scrotal permet de compléter le bilan d’une varicocèle clinique (taille, durée du reflux en manoeuvre de Valsalva).
Caryotype : Les anomalies chromosomiques sont présentes chez 7 % des hommes infertiles. Les anomalies des chromosomes sexuels (syndrome de Klinefelter XXY) représentent environ deux tiers des anomalies chromosomiques observées chez l’homme infertile (en particulier en cas d’azoospermie).
Recherche de microdélétions du chromosome Y : On distingue trois régions situées sur le bras long du chromosome Y, la région AZFa (proximale), AZFb (centrale) et AZFc (distale). Les microdélétions des régions AZFa et b sont constamment associées à une azoospermie. La microdélétion de AZFc est la plus fréquente et la moins sévère (possibilité d’oligospermie, et d’extraction de spermatozoïdes par biopsie testiculaire).
Test de décondensation de la chromatine : La stabilité de la chromatine est évaluée in vitro par des méthodes cytochimiques et biochimiques.
Test pré-IMSI : Lorsqu’une FIV IMSI est envisagée, un test pré imsi peut être demandé. Il vise à évaluer les spermatozoides avec le même microscope que celui qui servira lors de la FIV.

Causes possibles d'altération des spermatozoïdes

Plusieurs facteurs peuvent affecter la qualité et la quantité des spermatozoïdes :

Facteurs liés au mode de vie :
- Consommation tabagique : nombre de cigarettes par jour ou équivalent, nombre de paquets-année (PA), consommation régulière ou occasionnelle.
Médicaments : Doit être pris en considération tout traitement pouvant avoir potentiellement un impact direct ou indirect sur la spermatogenèse ou perturber l’axe gonadotrope ou interférer avec les réactions sexuelles. De nombreux médicaments du système nerveux central (les IMAO, les imipraniques, les ISRS, le lithium, les neuroleptiques et apparentés, les anticonvulsifs) peuvent être responsables de troubles sexuels (baisse de la libido, perte de l’éjaculation) et certains de perturbations de la spermatogenèse (oligo-asthéno-térato-zoospermie), ou des deux à la fois.
Radiothérapie : Il existe un effet-dose.
Pathologies :
- Varicocèle.
- Antécédents d’infection.
- Cryptorchidie.
Facteurs génétiques :
- Syndrome de Klinefelter.
- Microdélétions du chromosome Y.
- Mutation du gène de la mucoviscidose (gène CFTR).
Maturation incorrecte des spermatozoïdes : Le processus de maturation des spermatozoïdes comporte l’empaquetage de la chromatine nucléaire et l’acquisition de la mobilité spermatique.
Autres :
- Exposition à des toxiques.

Interprétation des résultats et options de traitement

Anomalies courantes

Oligozoospermie : Diminution du nombre de spermatozoïdes.
Asthénozoospermie : Diminution de la mobilité des spermatozoïdes. L’asthénozoospermie mérite un chapitre à part, car il s’agit de “la pathologie la plus fréquente”.
Tératozoospermie : Altération de la morphologie des spermatozoïdes.
Oligo-asthéno-tératospermie (OATS) : Association de ces trois anomalies, correspondant à près de 90 % des cas.
Azoospermie : Absence de spermatozoïdes dans l'éjaculat. On distingue :
- Azoospermie excrétoire : spermatogenèse normale associée à un obstacle bilatéral.
- Azoospermie sécrétoire : atteinte de la production de spermatozoïdes par les testicules.

Procréation médicalement assistée (PMA)

Même face à ce type de dysfonctionnements les plus sévères, la procréation médicalement assistée offre des traitements afin de parvenir à la grossesse avec le sperme du partenaire, sauf dans certaines situations très extrêmes d’azoospermie ou d’aspermie. “En tout cas -souligne le Dr Trullenque-, la probabilité de parvenir à une grossesse ne dépend pas exclusivement des résultats du spermogramme, qui se base sur des valeurs de référence qui ne sont pas nécessairement définitives”.

Lorsque les difficultés de conception se rapportent à des difficultés sur le plan des rapports sexuels, une consultation avec le sexologue peut être utile. Le couple est confié à des équipes spécialisées dans la procréation médicalement assistée.

Fécondation in vitro (FIV) : La fécondation in vitro (FIV) met en contact au laboratoire les ovocytes prélevés avec une préparation de spermatozoïdes.
Injection intra-cytoplasmique de spermatozoïdes (ICSI) : L'injection intracytoplasmique de spermatozoïdes (ICSI) consiste à introduire à l’aide d’une micropipette la tête d’un spermatozoïde à l’intérieur de l’ovule. L'injection intra-cytoplasmique de spermatozoïdes (ICSI) consiste à micro-injecter un spermatozoïde dans un ovocyte. Actuellement, l’ICSI a largement supplanté la FIV. Cette technique est réservée aux infertilités sévères et aux échecs de FIV classique. Le prélèvement chirurgical de spermatozoïdes est le seul moyen pour un homme ayant une azoospermie d’obtenir une grossesse avec ses propres spermatozoïdes.

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Le calcul des spermatozoïdes : méthodes et importance dans l'évaluation de la fertilité masculine