L'article suivant explore en profondeur la diffusion des gènes par le biais du transfert d'embryons, une technique jouant un rôle de plus en plus important dans la reproduction assistée et l'amélioration génétique, tant chez l'humain que chez l'animal.
Transfert d'embryon chez l'humain : une option pour la procréation médicalement assistée (PMA)
Le transfert d'embryon est une étape clé de la fécondation in vitro (FIV), une technique de PMA où la fécondation a lieu en dehors du corps de la femme. Cette procédure offre une solution pour les couples ou les femmes célibataires confrontés à des problèmes de fertilité ou porteurs de maladies génétiques.
Le processus de la FIV et du transfert d'embryon
Stimulation ovarienne : La femme reçoit un traitement hormonal par injection pour stimuler le développement simultané de plusieurs follicules dans les ovaires. Ce traitement est surveillé par échographies et dosages hormonaux. L'objectif est de pouvoir prélever des ovocytes avant l'ovulation.
Ponction ovarienne : Lorsque les follicules sont matures, le déclenchement de l'ovulation est réalisé. La ponction ovarienne, qui consiste à aspirer le liquide folliculaire contenant les ovocytes, est effectuée par voie vaginale sous contrôle échographique et sous anesthésie ou analgésie. Les liquides folliculaires contenant les ovocytes (ou ovules) sont ensuite transmis au laboratoire.
Recueil et préparation du sperme : Le recueil du sperme par masturbation a lieu au laboratoire. Le sperme est ensuite préparé sur place le jour de la ponction ovarienne. Dans des situations particulières, des spermatozoïdes préalablement congelés seront utilisés.
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Fécondation in vitro : Après le recueil et la préparation, les spermatozoïdes sont simplement déposés au contact des ovocytes dans une boîte de culture contenant un milieu liquide nutritif et placée dans un incubateur à 37° C. Les spermatozoïdes mobiles viennent spontanément, sans aide extérieure, au contact de l’ovocyte. Un seul spermatozoïde fécondera celui-ci. Dans certaines situations, la technique de la FIV peut être associée à l’ICSI : un seul spermatozoïde.
Culture embryonnaire : Le lendemain de la ponction, les ovocytes fécondés (ou zygotes) sont identifiables par la présence de 2 noyaux, appelés pronucleï : l’un provient de l’ovocyte, l’autre du spermatozoïde. Tous les ovocytes ne sont pas forcément fécondés. Les zygotes deviennent des embryons de deux à quatre cellules en 24 heures, puis de six à huit cellules 24 heures plus tard.
Transfert embryonnaire : Dans la majorité des cas, les embryons sont transférés deux à trois jours après la ponction dans l’utérus. Le transfert embryonnaire est un geste simple et indolore qui est parfois pratiqué sous contrôle échographique. Il est réalisé au moyen d’un cathéter fin et souple introduit par voie vaginale dans l’utérus, la patiente étant allongée en position gynécologique. L’embryon est déposé à l’intérieur de l’utérus.
Congélation embryonnaire : Le nombre d’embryons obtenus peut être supérieur au nombre d’embryons transférés. Dans ce cas, les embryons non transférés dits « surnuméraires » et qui présentent des critères de développement satisfaisants peuvent être congelés. Ces embryons, après décongélation, pourront être placés dans l’utérus.
Implications et considérations relatives au transfert d'embryon
Nature de la procédure : Il s’agit d’une intervention indolore qui ne nécessite ni anesthésie, ni hospitalisation. Le transfert en lui-même se fait sous échographie, la patiente est en position gynécologique.
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Facteurs affectant le succès : Le succès de la FIV est principalement lié à la qualité des embryons qui ont été transférés : le succès ou l’échec de la tentative est joué au moment du transfert. Si ces embryons sont capables de donner une grossesse, ils le feront quoique vous fassiez. A l’inverse, si ces embryons ne sont pas viables, il n’y aura pas de grossesse, même si vous restez allongée sans bouger pendant 15 jours.
Repos après le transfert : Le National Institute for Health and Clinical Excellence (NICE) d’Angleterre recommande d’informer les patientes qu’un repos de plus de 20 minutes après un transfert d’embryon n’améliore pas les taux de succès. En aucun cas, les secousses, tremblements, etc. occasionnés par exemple par des moyens de transport ne pourraient avoir d’effet sur la nidation : un embryon mesure 0 à 0,25 mm de diamètre, selon son stade, et il est bloqué dans un film liquidien réunissant les parois internes de la cavité utérine qui est très réduite, parois qui ne sont pas lisses mais extrêmement dentelées ; les facteurs mécaniques ne peuvent donc pas avoir d’effets à ce stade.
Amélioration de la réceptivité de l'endomètre : L’aspirine à faible dose a été proposée comme un moyen d’améliorer la réceptivité de l’endomètre.
Risques et complications : Des effets indésirables peuvent survenir en cours de traitement. On observe généralement un taux légèrement plus élevé de poids de naissance inférieur à la normale et de naissances prématurées chez les enfants conçus par FIV. Comme tout geste chirurgical, la ponction ovarienne. Le plus souvent, l’hyperstimulation se manifeste par une augmentation de la taille des ovaires, une gêne ou des douleurs abdominales, des nausées, des vomissements, une diarrhée. Exceptionnellement, l’hyperstimulation ovarienne peut avoir des conséquences sévères (formation de caillots sanguins).
Suivi de la grossesse : Le premier test de grossesse est réalisé environ quinze jours après l’insémination ou la ponction. Une première échographie est faite environ un mois après l’insémination ou le transfert. De légers saignements peuvent survenir au cours des premiers mois de grossesse. Contactez aussitôt votre médecin même si cela ne signifie pas systématiquement un arrêt de la grossesse. Un suivi spécifique peut parfois être instauré.
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Diagnostic préimplantatoire (DPI) : Le diagnostic préimplantatoire (DPI) permet à des personnes porteuses d’une maladie génétique grave et incurable de concevoir un enfant sans risquer de lui transmettre cette maladie génétique. Il est proposé aux couples ou aux femmes célibataires avant le début d’une grossesse. Le DPI ne peut être autorisé qu’à titre exceptionnel et effectué que dans certaines conditions. Un projet parental avec DPI est une démarche qui dure plusieurs mois, et peut être éprouvante. Le parcours de DPI comprend un diagnostic génétique réalisé sur des embryons, obtenus par fécondation in vitro. Cette analyse permet de rechercher, sur une ou plusieurs cellules de ces embryons, la maladie génétique familiale qui pourrait être transmise par l’un des parents, ou les deux. Les embryons qui se révèlent non atteints de cette maladie sont conservés. Avant la réalisation d’un DPI, l’accord d’un centre pluridisciplinaire de diagnostic prénatal (CPDPN) est indispensable. Cet accord a notamment pour but de vérifier que toutes les conditions fixées par la loi sont réunies. Le CPDPN est composé de professionnels de disciplines différentes : gynécologue-obstétricien, généticien, pédiatre, psychiatre, etc. Elle est effectuée grâce aux spermatozoïdes recueillis précédemment chez l’homme et aux ovocytes recueillis chez la femme (les cellules reproductrices). L’anomalie génétique familiale est recherchée sur ces cellules. Un embryon non atteint de la maladie est transféré dans l’utérus de la femme : il s’agit du transfert embryonnaire. Si d’autres embryons ne sont pas atteints de la maladie génétique, ils pourront être congelés pour un prochain transfert. Environ deux semaines plus tard, un test de grossesse est réalisé par une prise de sang. Le DPI est un parcours généralement long. Un accompagnement personnalisé et un test génétique spécifique sont mis en place pour chaque situation.
Importance de l'information et du suivi
Sachez que pour votre projet d’enfant, il est préférable de ne pas trop attendre pour programmer le transfert des embryons. C’est pourquoi, il est important de lui communiquer la technique de conception par assistance médicale à la procréation.
Transfert d'embryon chez les animaux : amélioration génétique et enjeux sanitaires
Le transfert d'embryons est largement utilisé dans l'élevage pour améliorer la génétique des troupeaux et faciliter les échanges internationaux de matériel génétique.
Applications et avantages du transfert d'embryons chez les animaux
Amélioration génétique : Le transfert d'embryons permet de multiplier rapidement les descendants d'animaux à haute valeur génétique, accélérant ainsi le progrès génétique des troupeaux.
Commerce international : Le transfert d'embryons est considéré comme le moyen le plus sûr au plan sanitaire d’échanger des gènes entre fermes, pays et continents.
Optimisation des taux de gestation : Optimiser le taux de gestation est un argument économique à faire valoir pour promouvoir la transplantation embryonnaire. En effet, compte tenu du prix de l'embryon (de 300 à 1 200 €), ce mode de reproduction reste confidentiel si on le compare à l'insémination.
Flexibilité : Si le nombre de receveuses s'avère limité par rapport au nombre d'embryons viables prélevés, la congélation est un recours. À l'inverse, lorsque la quantité d'embryons est inférieure au nombre de receveuses disponibles, l'embryon peut être coupé en deux lors d'une opération de chirurgie réalisée dans le laboratoire mobile avant d'être implanté sur deux receveuses.
Technique de sexage des embryons
La méthode de sexage en laboratoire mobile, mise en service par Gènes Diffusion, permet de limiter la manipulation des embryons. LA TECHNIQUE DE SEXAGE DES EMBRYONS PAR PCR (amplification en chaîne par polymérase) est utilisée en France depuis 1990. C'est grâce à cette technique, qui consiste à dupliquer in vitro une faible quantité d'ADN prélevée sur l'embryon, qu'il est possible de déterminer son profil génétique. Le protocole repose d'abord sur la réalisation d'une biopsie, c'est-à-dire le prélèvement de cinq à dix cellules de l'embryon par micromanipulation à l'aide d'un microscope, afin d'extraire des fragments d'ADN. La quantité prélevée étant insuffisante pour déterminer le sexe de l'embryon, ces fragments sont mis en étuve dans un mix réactionnel afin d'en obtenir plusieurs millions de copies identiques sous l'action d'enzymes (amplification). Les techniciens en transplantation embryonnaire de Gènes Diffusion s'appuient désormais sur un protocole de sexage des embryons par PCR en temps réel, appelé qPCR. À partir d'un logiciel conçu par les chercheurs de la plate-forme génomique de l'union de coopératives, cette méthode offre l'avantage de pouvoir visualiser en temps réel la lecture des fragments d'ADN. Ainsi, la suppression d'une manipulation, qui correspond à la migration entre l'étape d'amplification de l'ADN et la lecture des résultats, permet de réduire le temps d'analyse à 1 h 30, soit 45 min de moins par analyse qu'une PCR classique. « Pendant l'analyse, l'embryon "patiente" en laboratoire dans un milieu de culture », explique Gérard Bernard, responsable transplantation embryonnaire de Gènes Diffusion. « En réduisant la durée de l'analyse, il passera moins de temps hors de l'utérus maternel. Cette accélération du processus entre la biopsie et la transplantation effective de l'embryon sur la receveuse vise à améliorer le taux de réussite en gestation. » Cette technique de sexage largement utilisée au Canada est réalisable à la ferme à partir d'un laboratoire mobile.
Enjeux sanitaires et sécurité du transfert d'embryons
Lors de la Réunion annuelle de la Société Internationale de Transfert Embryonnaire d’animaux (IETS), le Professeur Michel Thibier a présenté une conférence rapportant le bilan de ces décennies d’activité de transfert embryonnaire dans le monde conduisant à ce succès aux plans économique et sanitaire, « Not one field case of disease transmission via embryos has been reported, and this was reflected in the international movement of embryos ».
La conclusion de la communication du Professeur Thibier est la suivante : Du point de vue sanitaire, les embryons d’animaux se sont avérés être le moyen le plus sûr d’échanges de matériel génétique animal dans le monde entier.
Exemple de l'activité de Gènes Diffusion
En 2012, Gènes Diffusion a réalisé sur l'ensemble du territoire national environ 1 600 collectes pour une production de 10 275 embryons, soit une moyenne annoncée de 6,28 embryons viables par collecte. Statistiquement en France, la moyenne est de 5,5 embryons viables et le taux de gestation obtenu en ferme après transplantation est variable en fonction des pratiques : le taux de gestation moyen après transplantation d'embryons frais sexés par PCR est de 60 % et de 52 % avec des embryons sexés et congelés. Il est de 65 % avec des embryons frais non sexés. « Selon les animaux et la technicité des éleveurs, le taux de gestation peut s'élever dans certains cas à 80 %, précise Daniel Le Bourhis, responsable de la station expérimentale Unceia (Union nationale des coopératives agricoles d'élevage et d'insémination animale) de Nouzilly. Dans la pratique, l'embryon peut patienter entre 5 et 6 heures à 20°C hors de l'utérus sans être affecté. Dès lors, réduire le nombre de manipulations est une avancée par rapport à la procédure classique, mais nous devrons attendre les résultats du qPCR obtenus sur le terrain pour confirmer d'éventuels gains sur le taux de réussite. En ferme, le raccourcissement du temps d'analyse renforce l'efficacité des techniciens ; ce qui rend plus facile l'organisation du chantier de sexage et le transfert d'embryons frais, en particulier chez les femelles ayant présenté une forte réponse à la superovulation.
Aspects pratiques du transfert d'embryons bovins avec Gènes Diffusion
Collecte, congélation, transfert… L’équipe de Transplantation Embryonnaire bovine de Gènes Diffusion assure une prestation de qualité dans toutes les races bovines. Collecte de la donneuse par voie cervicale, 6 à 8 jours après l’insémination. Le principe consiste à introduire dans l'utérus de la vache collectée une sonde à 2 ou 3 voies. A l’aide d’un cathéter spécifique, mise en place des embryons en frais par voie cervicale dans une corne utérine d’une receveuse ou congélation de l’embryon pour une utilisation ultérieure (stockage pour l'éleveur, échange ou vente). L’intervention de l’éleveur se limite à l’accompagnement du technicien au moment de la collecte et de la mise en place. Gènes Diffusion s’occupe de la mise en place du programme. Un protocole précis est rédigé, avec notification des IA à réaliser. La donneuse peut-elle poursuivre sa carrière après avoir été collectée ? Si je pose des embryons holstein sur une receveuse charolaise, de quelle couleur seront les veaux ? La receveuse n’a aucune incidence sur le veau à naître. Peut-on sexer un embryon ? Oui. Quelle est la différence entre fécondation “in vivo” et “in vitro” ? Une vache avec des problèmes de fertilité peut-elle produire des embryons viables ? Oui c’est possible. En tous cas, avant d’élaborer un protocole, le technicien tentera d’identifier les causes d’infertilité. La TE permet-elle de contourner la Néosporose ? Oui tout à fait. Tous nos embryons sont lavés dans différents bains. Il est prouvé qu’après ces lavages aucune contamination n’est possible.
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