Découvrez Comment la Fragmentation de l'ADN Spermatique Influence le Risque de Fausse Couche

Introduction

L'infertilité masculine est un problème complexe qui peut être influencé par divers facteurs. Si l'exploration initiale repose sur le spermogramme, cet examen ne donne qu’une idée générale de la qualité du sperme. L'intégrité de l’ADN des spermatozoïdes suscite un intérêt croissant, notamment dans les cas d’infertilité où les valeurs de qualité établies sont considérées comme normales. Parmi les tests complémentaires permettant d'approfondir l'étude de la fertilité masculine, le test de fragmentation de l'ADN spermatique est un test diagnostique avancé réalisé dans des cas spécifiques. Cet article explore en profondeur le rôle de la fragmentation de l'ADN spermatique, son impact sur la fertilité et le risque de fausse couche, ainsi que les solutions potentielles pour améliorer les chances de succès en procréation.

Qu'est-ce que la Fragmentation de l'ADN Spermatique ?

Le test de fragmentation des spermatozoïdes permet d’analyser l’état de l’ADN du spermatozoïde, qui se trouve dans la tête du spermatozoïde et qui représente son intégrité génétique. L’acide désoxyribonucléique (ADN) est une molécule qui contient l’information génétique utilisée dans le développement et le fonctionnement des organismes. Le spermatozoïde est une cellule hautement spécialisée, sa seule fonction étant de transporter l’ADN masculin hors du corps de l’homme vers l’ovule féminin. Dans le cas du spermatozoïde humain, l’information génétique est stockée dans la tête. Pour la faire tenir dans un si petit espace, il faut des mécanismes sophistiqués qui nécessitent le remplacement de certaines molécules par d’autres (en particulier, les histones sont remplacées par des protamines). Au cours de sa formation, l’ADN cellulaire fait l’objet d’un supercalcul afin d’être protégé et de pouvoir s’insérer dans la tête du spermatozoïde.

La fragmentation de l'ADN spermatique fait référence à des cassures ou des dommages dans le matériel génétique contenu dans les spermatozoïdes. Au cours de la formation des spermatozoïdes - la spermatogenèse - des ruptures de brins d’ADN peuvent être induites. Ce phénomène peut également être produit par des processus exogènes ou environnementaux, c’est-à-dire que pendant la formation des spermatozoïdes, il n’y a pas de rupture, mais il y a ensuite différents métabolites dans l’environnement testiculaire, tels que les espèces réactives de l’oxygène, qui peuvent produire ce type de rupture du matériel génétique.

Impact de la Fragmentation de l'ADN sur la Fertilité et les Fausse Couches

L’intégrité du matériel génétique des spermatozoïdes est considérée comme vitale pour une fécondation normale, un développement correct de l’embryon, une implantation réussie et une grossesse, tant dans le cadre de la procréation naturelle que de la procréation assistée. La Fragmentation de l’ADN dans les spermatozoïdes peut entraîner différents problèmes au cours de la phase embryonnaire, allant de faibles taux de fécondation ou de blocages dans le développement de l’embryon à des fausses couches précoces. En fait, les lésions simple brin impliquent de multiples points de rupture dans toutes les régions du génome, étant liées au stress oxydatif, où dans le cadre de la reproduction, elles compliqueraient la grossesse clinique et, par conséquent, augmenteraient le délai de conception. En cas de rupture d’une seule chaîne, l’ensemble de la machinerie cytoplasmique de l’ovocyte est souvent capable de réparer la rupture, ce qui n’est pas le cas lorsque la rupture est une rupture de deux chaînes.

Dans le monde, un à deux couples sur 100 en âge de procréer se voient confronter à des fausses couches répétées. Plusieurs causes, souvent maternelles, viennent expliquer ces avortements spontanés s’achevant avant les 12 semaines d’aménorrhée. Récemment, des chercheurs britanniques se sont aperçus que le sperme des hommes de ces couples avait tendance à présenter un ADN deux fois plus endommagé que la normale. Par contre, le sperme des hommes ayant dû affronter des fausses couches au sein de leur couple était deux fois plus endommagé que le groupe témoin.

Techniques d'évaluation de la fragmentation de l'ADN spermatique

Il existe une multitude de techniques capables d’évaluer la fragmentation de l’ADN dans les spermatozoïdes, bien qu’elles diffèrent fondamentalement en termes de sensibilité et du type de dommages qu’elles peuvent détecter.

Sperm Chromatin Structure Assay (SCSA): Nous utilisons la technique développée par Evenson il y a plus de 25 ans, qui reste la technique de référence : Sperm Chromatin Sctructure Assay (Evenson et al., 1980 ; Evenson, 2016) : l’ADN de 8000 spermatozoïdes est analysé en cytométrie en flux après préparation et coloration à l’acridine orange. L’ADN endommagé est plus vulnérable à la chaleur et à la dénaturation acide que les spermatozoïdes intacts. Son principal avantage est de pouvoir évaluer un grand nombre de cellules par cytométrie en flux. Au laboratoire Clément, nous utilisons une technique en cytométrie de flux adaptée et validée de la technique de référence mise en place par le Dr Evenson. Il s’agit de la technique pionnière dans le domaine de l’étude des altérations de l’ADN spermatique, avec plus de 25 ans de recherche scientifique et d’études cliniques. Grâce à l’utilisation de la vision informatique, elle est plus sensible que les autres techniques d’analyse de l’ADN spermatique qui utilisent l'œil humain.
Test des comètes (COMET): En cas de petites portions d’ADN fragmenté, l’échantillon présente une image similaire à la queue d’une comète.
TUNEL du sperme: La technique TUNEL est basée sur la détection effective de fragments d’ADN de simple ou double brin, où le signal augmente avec le degré de fragmentation.
SCD: Le test Sperm Chromatin Dispersion (dispersion de la chromatine du sperme) (SCD) estime indirectement le niveau de fragmentation de l’ADN en quantifiant la dispersion nucléaire présente dans l’échantillon.

Valeurs Seuils et Interprétation

Actuellement, aucun consensus mondial n’a été atteint quant à la valeur seuil de référence pour le niveau de fragmentation de l’ADN des spermatozoïdes comme indication du potentiel de fertilité d’un homme. En effet, plusieurs valeurs discriminantes ont été proposées en fonction des différents tests qui étudient l’intégrité de ce matériel génétique.

Stratégies d'amélioration de la qualité de l'ADN spermatique

Plusieurs approches peuvent être envisagées pour améliorer la qualité de l'ADN spermatique et, par conséquent, augmenter les chances de conception et réduire le risque de fausse couche.

Changements de style de vie

Adopter un mode de vie sain peut avoir un impact significatif sur la qualité du sperme. Cela inclut :

Arrêt du tabac: Son époux fume 30 cigarettes par jour. Le tabagisme est connu pour augmenter le stress oxydatif et endommager l'ADN spermatique.
Alimentation équilibrée: Une alimentation riche en antioxydants peut aider à protéger l'ADN des spermatozoïdes contre les dommages oxydatifs.
Exercice régulier: L'activité physique modérée peut améliorer la qualité du sperme, mais il est important d'éviter l'exercice excessif, qui peut avoir l'effet inverse.

Traitements médicaux

Antioxydants: Si nous avons une altération de la fragmentation de l’ADN simple brin, nous vous recommanderons un traitement à base d’antioxydants, afin d’améliorer la qualité de fragmentation de l’ADN sur le prochain cycle de « création » de spermatozoïdes (cycle de 3 mois). Les molécules réactives à l’oxygène (ou dérivés actifs de l’oxygène : DAO) produisent, si elles sont en excès, un stress oxydatif qui joue un rôle important dans le processus des altérations des spermatozoïdes. En mesurant la concentration de ces molécules, les chercheurs se sont aperçus qu’elles étaient, en moyenne, quatre fois plus concentrées que chez la population témoin.

Techniques de sélection des spermatozoïdes

Dans le cas d’un traitement par FIV, il serait essentiel d’effectuer une sélection des spermatozoïdes la plus précise et la plus efficace possible afin de n’utiliser que les spermatozoïdes dont le matériel génétique n’est pas endommagé au moyen de : colonnes d’annexine V (MACS), puces microfluidiques, etc.

ZyMot (Chip fertile): Si c’est la fragmentation de l’ADN double qui est altérée, alors nous vous recommanderons la technique ZyMot (Chip fertile), pour une meilleure sélection des spermatozoïdes avec une fragmentation plus faible. Pour réduire ces effets autant que possible, dans les cas où l’échantillon masculin présente une fragmentation de double brin élevée, nous utiliserions le Fertile Chip pour la sélection des spermatozoïdes. Il s’agit d’une lame comportant deux chambres, une d’entrée et une de collecte, reliées par un canal micro fluidique. L’échantillon de sperme est placé dans la chambre d’entrée de l’appareil et les spermatozoïdes se déplacent vers la chambre de collecte. Cette technique a ses limitations puisque qu’elle ne pourra pas être utilisée avec les échantillons dont le nombre de spermatozoïdes est insuffisant.
FISH (hybridation par fluorescence in situ) des spermatozoïdes: Une autre technique qui peut être réalisée est la FISH (hybridation par fluorescence in situ) des spermatozoïdes. Cette technique nous permet de quantifier le nombre de copies d’un chromosome que contient chaque spermatozoïde. Comme en cas de fragmentation, ces altérations se produisent de forme naturelle et sont normales tant qu’elles restent inférieures à un certain pourcentage. Cependant, un pourcentage élevé de spermatozoïdes présentant des chromosomes altérés a été associé à un plus grand nombre d’embryons anormaux. Malheureusement, si le nombre de chromosomes d’un spermatozoïde a été altéré nous ne pouvons rien faire pour modifier le nombre de chromosomes. Cependant, une fois la fécondation in vitro de l’ovule effectuée, il est possible de sélectionner l’embryon qui présente une la bonne charge génétique.

Éjaculation quotidienne

L’étude a porté sur 40 hommes qui avaient déjà connu un échec en FIV et présentaient une fragmentation supérieure à 25 %. Ils ont été invités à éjaculer quotidiennement pendant une semaine avant le prélèvement des ovocytes. Le jour J, un échantillon de sperme a été receuilli après moins de 24 heures d’abstinence et utilisé pour la FIV. Et les résultats sont là ! Avant l’intervention, la fragmentation moyenne était de 39,37 %. Après une semaine d’éjaculation quotidienne, elle est tombée à 19,66 %, soit une réduction de près de 50 %. Les chiffres sont éloquents : un taux de fécondation de 94,5 %, un taux de formation de blastocystes de 48 % et un taux de grossesse clinique de 63 %. Le taux d’implantation était de 56 % et le taux de naissance vivante de 55 %, avec un taux de fausse couche bas, à seulement 8 %.

Cette approche présente plusieurs avantages pour les couples en parcours de FIV. Elle est simple, non invasive et ne nécessite aucun traitement médical supplémentaire. Comparée à d’autres méthodes comme le prélèvement testiculaire, elle est accessible et économique. C’est une stratégie facile à adopter pour préparer votre prochaine tentative. Si vous êtes en parcours de FIV et que vous cherchez à mettre toutes les chances de votre côté, l’éjaculation quotidienne pourrait être une piste sérieuse à explorer. Cette méthode a montré qu’elle pouvait réduire de manière significative la fragmentation de l’ADN spermatique, améliorant ainsi les taux de fécondation, de grossesse et de naissance.

Recueil chirurgical des spermatozoïdes

Dans certaines indications, il est intéressant de récupérer les spermatozoïdes chirurgicalement (intégrer lien spécifique vers spz chirurgicaux) par biopsie testiculaire et/ou prélèvement épididymaire.

Le Spermogramme : une première étape essentielle

Lorsqu’un couple se rend à une consultation médicale de fertilité, le spermogramme est la première analyse réalisée sur un échantillon de sperme. Celui-ci se fait après une abstinence sexuelle de 3 jours. Nous recommandons généralement de faire le recueil à la clinique, dans notre salle de recueil. En termes de morphologie, les spermatozoïdes peuvent présenter plusieurs types de problèmes ou altérations (défauts de la tête, des pièces médianes ou de queue, ou spermatozoïdes sans acrosome). Il est assez extraordinaire de trouver un spermogramme avec une morphologie 100% normale et les dernières classifications de l’OMS nous disent qu’un spermogramme avec 4 % de spermatozoïdes morphologiquement normaux est déjà un spermogramme d’excellente qualité. Il s’agit d’un test de la fragmentation de l’ADN, qui nous permet d’étudier l’aspect des spermatozoïdes et de rechercher des fragmentations ou des lésions dans les brins d’ADN des spermatozoïdes qui peuvent être à l’origine d’un faible taux de fécondation, d’un développement embryonnaire lent et d’un risque accru de fausse couche. Il s’agit d’un test complémentaire, moins fréquent, qui permet de voir la charge chromosomique des spermatozoïdes et donc d’identifier s’il y a des altérations chromosomiques dans l’éjaculat.

Impact de la qualité de l'ovocyte

Cette étude a cherché à évaluer si l’indice de fragmentation, mesuré par TUNEL, du même échantillon séminal utilisé dans le cycle de fécondation in vitro pouvait avoir un effet néfaste en termes de taux de fécondation, de qualité de l’embryon et de résultats cliniques, en fonction de la qualité de l’ovocyte femelle avec 3 groupes de patientes : 67 avec une réponse ovarienne normale, 150 avec une faible réponse ovarienne et 113 qui ont subi un traitement par don d’ovocytes. Ces travaux ont été publiés dans le journal de la British Fertility Society, Human Fertility, sous le titre « Sperm DNA fragmentation on the day of fertilisation is not associated with assisted reproductive technique outcome independently of gamete quality » et sont disponibles sur le site de l’Instituto Bernabeu.

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Fragmentation de l'ADN Spermatique et Fausse Couche : Un Lien Révélé