L'essor des connaissances en reproduction équine, notamment grâce à l'abondance d'informations disponibles en ligne, confronte les vétérinaires à des questions de plus en plus pointues de la part des éleveurs. Cet article propose un tour d'horizon des avancées récentes concernant les milieux de culture embryonnaire, les techniques de transfert embryonnaire, et les perspectives d'avenir pour améliorer la fertilité et la gestion de la reproduction chez les chevaux.
Transfert Embryonnaire : Une Technique en Pleine Expansion
Le transfert embryonnaire (TE) est devenu une technique courante en reproduction équine. En 2012, plus de 800 juments receveuses ont été déclarées gravides en France suite à un TE. Ce chiffre est probablement sous-estimé, car la déclaration de premier saut (DPS) n'est souvent complétée qu'après confirmation de la gestation à 14 jours. Il y a 15 ans, le TE était une technique de pointe réservée aux spécialistes, nécessitant une laparotomie pour le transfert de l'embryon dans la corne utérine.
Diagnostic Préimplantatoire (DPI) : Le Futur du Transfert Embryonnaire ?
Le diagnostic préimplantatoire (DPI) est une technique émergente qui pourrait révolutionner le TE. Inspirée de la médecine humaine, elle permet de détecter les anomalies chromosomiques des embryons avant leur implantation.
Principe du DPI
Le DPI consiste à biopsier un ou deux blastomères d'un jeune embryon ou des cellules du trophoblaste d'un blastocyste. L'analyse génétique de ces cellules permet de sélectionner les embryons sains pour le transfert, augmentant ainsi les chances de gestation et réduisant le risque de fausses couches.
Défis et Perspectives du DPI chez le Cheval
Une des principales difficultés du DPI chez le cheval est le coût élevé de la production d'embryons in vitro. L'analyse doit donc être réalisée sur des embryons récoltés par lavage utérin au stade du blastocyste. Les premières études de biopsie embryonnaire sur des blastocystes ont donné des taux de gestation de 20 %. En 2012, les études ont rapporté des taux de gestation compris entre 20 et 100 %, démontrant la possibilité de déterminer le sexe d'un embryon avec une fiabilité de 100 % par PCR à partir de quelques cellules biopsiées du trophoblaste.
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Après la biopsie, les blastocystes présentent un collapsus transitoire de leur blastocèle, qui se reforme après environ 3 heures de culture. Le développement du DPI est limité par la nécessité de transporter l'embryon vers un laboratoire équipé pour la biopsie. Réaliser l'analyse PCR en moins de 6 heures est un atout majeur pour le développement commercial du DPI, permettant un transfert rapide après le résultat de la PCR. Si l'analyse prend plus de 24 heures, il est préférable de congeler l'embryon en attendant les résultats.
Exemple de Collaboration Internationale
L'université Texas A&M (College Station, Texas) reçoit des blastocystes de centres de collecte d'embryons. Les cellules sont biopsiées, puis envoyées à l'université de Californie (Davis, Californie) pour les analyses génétiques. L'embryon est ensuite retourné au centre de transfert, ou bien transféré ou congelé au sein du laboratoire de l'université Texas A&M.
Cryoconservation de l'Embryon : Une Solution pour Optimiser la Reproduction
La cryoconservation des embryons permet de s'affranchir de la synchronisation des chaleurs des donneuses et des receveuses, facilitant ainsi la gestion de la reproduction. Elle autorise également le développement des échanges internationaux de matériel génétique. Cependant, peu d'embryons sont congelés à ce jour : moins de 2 % dans le monde en 2010.
Historique et Résultats de la Cryoconservation
Le premier poulain conçu d'un transfert d'embryon cryoconservé par congélation lente est né en 1982. Douze ans plus tard, des gestations ont été obtenues après vitrification d'embryons, et récemment, la naissance de deux ânons a été publiée. Les taux de gestation sont en moyenne de 28 % pour les embryons de taille inférieure à 300 µm qui font l'objet d'une congélation lente et de 60 % pour la vitrification.
Défis de la Cryoconservation Équine
Plusieurs facteurs rendent la cryoconservation des embryons équins difficile :
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- Coût élevé : La production du grand nombre d'embryons nécessaire à une étude comparative est longue et onéreuse.
- Nombre de cellules : Les blastocystes équins possèdent un plus grand nombre de cellules que ceux des autres espèces, et des embryons du même "âge" peuvent avoir un nombre de cellules différent.
- Sensibilité du cytosquelette : Les embryons présentent une grande activité mitotique et pourraient être plus sensibles à l'effet délétère de la cryoconservation sur le cytosquelette.
- Richesse en lipides : Les cellules sont riches en gouttelettes lipidiques, ce qui limite la résistance à la congélation.
- Capsule embryonnaire : La capsule qui se forme autour de l'embryon équin empêcherait le passage du cryoprotecteur, entraînant une protection insuffisante et/ou des dommages osmotiques.
- Volume du blastocèle : Les blastocystes épanouis contiennent beaucoup de liquide dans leur blastocèle.
Vitrification : Une Technique Prometteuse
La vitrification, une technique de congélation ultra-rapide, semble plus prometteuse pour la cryoconservation des embryons équins. La biopsie du trophoblaste, en diminuant le volume de l'embryon et en créant une brèche dans la capsule, pourrait faciliter la diffusion des cryoprotecteurs et améliorer les résultats de la vitrification. Des taux de gestation de 71 % à 25 jours et jusqu'à 86 % ont été obtenus lorsque plus de 70 % du blastocèle est rétractée, que l'aspiration est faite en périphérie du trophoblaste et que l'embryon est vitrifié dans une paillette spéciale.
Disponibilité d'un Kit de Vitrification
Un kit comprenant tous les équipements pour la vitrification de quatre embryons et un transfert direct après décongélation est disponible sur le marché en France. Ce kit permet de développer facilement la vitrification sur le terrain pour des embryons de petite taille collectés à 6,5 jours.
Alternatives à la Castration et à l'Ovariectomie : La Vaccination Anti-GnRH
La vaccination anti-GnRH est une solution alternative à la castration ou à l'ovariectomie pour supprimer le comportement sexuel non désiré de manière réversible.
Principe de la Vaccination Anti-GnRH
La vaccination consiste à injecter de la GnRH, conjuguée à une protéine à pouvoir antigénique, et un adjuvant immunostimulant. Les anticorps produits se lient à la GnRH endogène et l'empêchent de se fixer sur ses récepteurs. La sécrétion des gonadotropines FSH et LH est alors inhibée, entraînant une chute de la production de testostérone chez le mâle et une suppression de l'activité ovarienne chez la femelle.
Indications de la Vaccination Anti-GnRH
La vaccination anti-GnRH a plusieurs indications :
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- Alternative non invasive et réversible à la castration chirurgicale chez l'étalon.
- Contrôle du comportement sexuel indésirable des juments, qui peut entraîner des contre-performances.
Réglementation et Disponibilité
Aucune réglementation antidopage n'est définie à ce jour pour la vaccination anti-GnRH. Cependant, l'arrêté du 2 mai 2011 stipule que seuls les vaccins visant des agents infectieux ou leurs toxines sont autorisés, et que les produits renfermant des hormones naturelles ou synthétiques et leurs analogues sont interdits. Les vaccins anti-GnRH entrent dans ces deux catégories.
La formulation du vaccin destiné aux équidés (Equity®) est disponible en Australie et en Nouvelle-Zélande avec pour indication l'induction d'un anœstrus chez des juments de loisirs ou de sport non destinées à la reproduction. En Europe, seul le vaccin avec une autorisation de mise sur le marché (AMM) pour les porcs (Improvac®) est disponible depuis 2009. L'injection de ce vaccin chez un équidé doit être réalisée avec le consentement éclairé du propriétaire et sous la responsabilité du praticien, car il s'agit d'une utilisation hors AMM et le vaccin porcin est plus inflammatoire et à l'origine de davantage de réactions locales et générales.
Efficacité de la Vaccination
Pour les mâles, une étude a montré une baisse de la quantité et de la qualité du sperme après la seconde vaccination, ainsi qu'une diminution de la libido chez la plupart des étalons. Pour les femelles, une étude a rapporté une inhibition du comportement sexuel chez toutes les juments, suivie d'un retour à la cyclicité chez certaines.
En conclusion, toutes les études rapportent une efficacité variable de la vaccination en fonction des individus. Elle est donc déconseillée chez des individus pouvant être amenés à suivre une carrière de reproducteur par la suite.
Diagnostic de la Cryptorchidie et des Tumeurs Ovariennes
La cryptorchidie correspond à l'absence de descente d'un ou de deux testicules dans le scrotum. L'AMH est sécrétée par les cellules de Sertoli et est très fortement exprimée dans les testicules du fœtus, puis du jeune jusqu'à la puberté. Le dosage de l'AMH n'est possible que si l'étalon est âgé de plus de 3 ans.
Les tumeurs des cellules de la granulosa (TCG) sont les tumeurs ovariennes les plus fréquentes dans l'espèce équine. Chez la jument, l'AMH est un marqueur des TCG avec une sensibilité significativement supérieure à celle de l'inhibine. La sensibilité du test AMH est de 95 % contre 85 % pour l'inhibine et seulement 52 % pour la testostérone.
Injection Intracytoplasmique de Spermatozoïdes (ICSI) : Une Technique Prometteuse pour l'Infertilité
La technique d'ICSI, solution alternative à la fécondation in vitro (FIV), permet de produire des embryons en utilisant des étalons ou des juments peu fertiles, voire de conserver le potentiel génétique d'animaux qui disparaissent trop tôt.
Fécondation In Vitro (FIV) et ICSI
La fécondation in vitro conventionnelle chez le cheval est longtemps restée problématique car les spermatozoïdes ne traversent pas efficacement la zone pellucide. L'ajout de procaïne a permis d'obtenir, récemment et avec succès, des fécondations in vitro de manière reproductible.
Lors de la fécondation in vitro, les gamètes femelles, les ovocytes et les gamètes mâles, les spermatozoïdes, sont mis en contact dans un milieu favorisant leur interaction (milieu de culture commercial additionné d’hormones, de sérum, de sucres et/ou d’albumine). Puis ce milieu est placé dans un incubateur permettant un environnement adapté à la culture cellulaire : 5% de CO2 dans l’air, 38,5°C, 100% d’humidité.
Applications de la FIV et de l'ICSI
- Faire reproduire des animaux de haute valeur génétique ayant une mauvaise fertilité.
- Mieux gérer la carrière sportive des reproducteurs.
- Sauvegarder des espèces menacées et maintenir la biodiversité.
- Tester la qualité des gamètes.
- Produire des embryons pour la recherche appliquée.
Historique de la FIV chez le Cheval
- 1989 : Premiers travaux publiés concernant la FIV par l'équipe d'A. McKinnon et E. Squires.
- 1990 : Première gestation après fécondation in vitro obtenue dans le laboratoire d'E. Palmer, M. Magistrini, J. Bézard et G. Duchamp.
- 1991 : Naissance du premier poulain obtenu à partir d'ovocytes matures et de sperme frais traité à l'ionophore calcique.
- 1996 : L'équipe italienne de M.E. Dell’Aquila et G. Lacalandra a développé une technique de FIV à partir d’ovocytes immatures et de sperme congelé traité à l’héparine.
- 2009 : L’équipe américaine de L. McPartlin et S. Bedford-Guaus a publié une technique de FIV à partir d’ovocytes immatures et de sperme frais traité à la procaïne.
- Depuis 2011 : L'équipe de l'INRA de Nouzilly développe une technique de FIV qui permet d’atteindre 64% d’ovocytes fécondés en moyenne.
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