Introduction
Le transfert d'embryon est une technique de reproduction assistée qui offre des solutions précieuses dans le domaine de la fertilité. Cette technique consiste à transférer un embryon d’une jument dite « donneuse », mère génétique, dans l’utérus d’une jument dite « receveuse » ou « porteuse » qui assurera la gestation, la mise-bas et l’élevage du poulain jusqu’au sevrage. Parmi les avancées significatives dans ce domaine, la vitrification et le réchauffement d'embryons congelés occupent une place centrale. Cet article explore en détail cette technique, en mettant en lumière ses avantages, ses inconvénients et ses applications.
Transfert d'embryon : bref historique
Les premiers transferts d'embryons équins ont été réalisés au Japon, en 1972, par Oguri et Tsutsumi. Une seule gestation est autorisée par an, avec une donneuse ayant elle-même eu des performances en course ou ses descendants, mais n’ayant pas réussi à reproduire les 3 années précédentes, et après avis de la commission du programme de sélection.
Depuis 1997, dans la plupart des races de chevaux et poneys de selle, le nombre de produits par donneuse à naître par an n'est plus limité.
Pour pouvoir pratiquer le transfert d'embryon, il faut être titulaire de la licence de chef de centre d'insémination artificielle équine. Cette technique se pratique par une équipe de collecte agréée, sous la responsabilité d'un chef de centre et d'un vétérinaire (si le vétérinaire est chef de centre, il assurera la responsabilité seul).
Suivi gynécologique et insémination de la jument donneuse
La chaleur de la donneuse est suivie de très près à l'échographie pour savoir à quel moment il faut inséminer, et surtout à quel moment précis la jument ovule. Cela permettra de pouvoir déterminer la date de collecte au plus juste après l'ovulation. La collecte est généralement réalisée entre 7 et 8,5 jours après l'ovulation. À ce stade, avant la collecte, il est encore impossible de savoir s'il y a eu fécondation ou pas, puisque la vésicule embryonnaire est trop petite pour être visible à l’échographie.
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Choix de la jument receveuse
Le choix de la jument receveuse est important pour augmenter le taux de réussite du transfert d'embryon. Ainsi, il faudra choisir soit une jument dont la fertilité est connue, possédant de bonnes qualités maternelles, soit une jeune maiden (jument qui n’a jamais été saillie) d’un gabarit au moins équivalent à celui de la jument donneuse, pour un meilleur développement du poulain. Des recherches menées depuis une dizaine d’années ont montré l'importance du milieu utérin pendant la gestation sur le développement du fœtus in utero, puis sa croissance et son métabolisme après la mise-bas. Si le fœtus est capable de s'adapter à l'environnement utérin, il faudrait dans l'idéal pouvoir utiliser des receveuses de la même race que la donneuse pour avoir le moins d’impact possible sur le métabolisme du futur produit.
Actuellement en France, les juments receveuses utilisées sont pour la plupart des juments de race Trotteur Français (3/4) réformées des courses ; viennent ensuite s'ajouter des juments de selle. Les juments de races de trait sont moins utilisées. Le gabarit des trotteuses se rapproche davantage de celui des juments de sang. Cependant, le marché d’achat des juments trotteuses de réforme devient tendu et les prix augmentent.
Synchronisation de la (des) receveuse(s) avec la donneuse
La (les) jument(s) receveuse(s) doi(ven)t être synchrone(s) avec la donneuse, c’est-à-dire qu’elle(s) doi(ven)t ovuler dans la même période que la donneuse. Ceci nécessite un suivi gynécologique très précis, une induction des ovulations (souvent à l’aide du chorulon®) et éventuellement un traitement de synchronisation de la (des) receveuse(s) potentielle(s). En effet, les meilleurs taux de transfert (% de gestation à 14 jours après transfert d'un embryon) sont obtenus lorsque la receveuse est à J5, J6 ou J7 par rapport à l'ovulation de la donneuse (J0). Ainsi, la receveuse doit avoir ovulé le même jour que la donneuse ou 1 ou 2 jour(s) après. Après avoir introduit une sonde dans l’utérus de la jument, 3 à 4 siphonages successifs sont ainsi effectués avec un milieu tampon (conditionné en bouteilles ou en poches). L'utérus est ensuite massé (par voie rectale) afin de répartir le liquide jusque dans les cornes utérines. Le liquide est alors récupéré, puis filtré soit directement derrière la jument soit au laboratoire. Vient enfin l’étape de recherche de l’éventuel embryon, effectuée sous une loupe binoculaire, dans les milieux récupérés et filtrés. Cette opération doit être réalisée au laboratoire, dans une hotte à flux laminaire horizontal, afin de manipuler l'embryon dans une atmosphère la plus stérile possible.
La Vitrification : Une Méthode de Congélation Ultra-Rapide
La vitrification est une technique de congélation ultra-rapide qui transforme l'embryon en un état semblable à du verre, évitant ainsi la formation de cristaux de glace nuisibles. Contrairement à la congélation lente traditionnelle, qui peut endommager les cellules embryonnaires, la vitrification minimise les risques de formation de cristaux de glace intracellulaires, assurant ainsi une meilleure survie de l'embryon après décongélation.
Principes de la Vitrification
Pour obtenir l’état vitreux les molécules ne doivent pas se redistribuer en structure cristalline, ni à la descente, ni à la remontée en température. La vitrification peut être mise en œuvre très facilement et elle ne demande aucun matériel particulier.
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Pour minimiser la cristallisation, on fera subir à l’embryon une opération préalable à la descente en température de manière à remplacer l’eau par un cryoprotecteur ne cristallisant pas par refroidissement (Propanediol, DMSO, glycérol). Cet échange entre l’eau et le cryoproctecteur sera facilité par l’hypertonicité du milieu obtenue par la présence d’une concentration calculée de sucrose (cryoprotecteur qui ne rentre pas dans l’embryon).
L'embryon équin présente toutefois plusieurs caractéristiques qui le rendent difficile à cryoconserver :
- La capsule (membrane autour de l'embryon) formée à son arrivée dans l'utérus empêche les cryoprotecteurs de bien pénétrer dans l'embryon, contrairement à des embryons d'autres espèces qui ne présentent pas de capsule.
- La taille très hétérogène et pouvant aller jusqu'à 700 µm à 7 jours est un frein à la cryoconservation, en raison des cristaux qui se forment dans la sphère liquidienne de l'embryon lors de la descente en température.
Pour s'affranchir de ces contraintes, l'embryon est d’abord vidé d'une grande partie de son liquide par micro-aspiration avant d'être mis au contact des cryoprotecteurs (alcool et lipides limitant la cristallisation par la glace). Il est ensuite congelé par vitrification (procédé de congélation ultra rapide par lequel l'embryon est plongé directement dans de l'azote liquide) à -196°C et conservé ainsi jusqu'au transfert.
Étapes Clés de la Vitrification
- Préparation de l'embryon : L'embryon est incubé dans des solutions cryoprotectrices pour déshydrater les cellules et minimiser la formation de cristaux de glace.
- Congélation ultra-rapide : L'embryon est plongé dans de l'azote liquide à -196°C, ce qui permet une solidification rapide et la formation d'un état vitreux.
- Stockage : Les embryons vitrifiés sont stockés dans des conteneurs d'azote liquide jusqu'à leur utilisation.
Réchauffement des Embryons Congelés
Le réchauffement, ou dévitrification, est une étape cruciale qui suit la vitrification. Il s'agit de réhydrater rapidement l'embryon et de le ramener à une température physiologique pour le transfert. Un réchauffement rapide et précis est essentiel pour éviter la formation de cristaux de glace pendant le processus de réhydratation.
Étapes Clés du Réchauffement
- Réchauffement rapide : L'embryon est rapidement réchauffé dans un bain-marie à température contrôlée.
- Élimination des cryoprotecteurs : Les cryoprotecteurs sont progressivement éliminés par immersion de l'embryon dans des solutions de dilution.
- Incubation : L'embryon est incubé dans un milieu de culture approprié pour évaluer sa viabilité avant le transfert.
Avantages de la Vitrification et du Réchauffement d'Embryons Congelés
Flexibilité Temporelle
La vitrification permet de dissocier la récolte de l’embryon de l'acte de transfert (en temps et en lieu différents). Elle offre une flexibilité temporelle significative, permettant de synchroniser le transfert avec le cycle de la receveuse ou de reporter le transfert en cas de conditions défavorables.
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Préservation de la Fertilité
La vitrification est une option précieuse pour les personnes confrontées à des traitements médicaux potentiellement stérilisants, tels que la chimiothérapie ou la radiothérapie. Elle permet de préserver les embryons avant ces traitements, offrant ainsi une chance de concevoir après la guérison.
Amélioration des Taux de Grossesse
Dans certains cas, la vitrification et le réchauffement peuvent améliorer les taux de grossesse par rapport aux transferts d'embryons frais. Cette amélioration peut être attribuée à la sélection d'embryons de meilleure qualité après la décongélation et à la possibilité de mieux synchroniser le transfert avec le cycle de la receveuse.
Réduction des Grossesses Multiples
La vitrification permet de transférer un seul embryon à la fois, réduisant ainsi le risque de grossesses multiples. Cette approche est de plus en plus privilégiée pour minimiser les complications associées aux grossesses gémellaires ou multiples.
Inconvénients de la Vitrification et du Réchauffement d'Embryons Congelés
Coût
La vitrification et le réchauffement d'embryons congelés peuvent entraîner des coûts supplémentaires par rapport aux transferts d'embryons frais. Ces coûts comprennent les frais de vitrification, de stockage et de réchauffement des embryons. Il faut prévoir un budget minimum de 3 000 €. Ce budget s'entend hors frais de génétique, de mise en place de la semence et de suivi gynécologique de la jument donneuse pendant les chaleurs. Ce budget comprend les frais de collecte et de transfert de l’embryon, puis de location de la jument receveuse pendant la durée de la gestation, généralement jusqu'au sevrage du poulain.
Expertise Technique
La vitrification et le réchauffement nécessitent une expertise technique et un équipement de laboratoire sophistiqué. La réussite de la procédure dépend de la compétence du personnel et de la qualité des équipements utilisés. La technique requiert du personnel qualifié (au moins un vétérinaire et une personne titulaire de la licence de chef de centre d’insémination artificelle équine) et expérimenté. La technique nécessite des équipements adéquats (laboratoire de transfert, barre d’échographie adaptée…) et du matériel de laboratoire sophistiqué (liquide de collecte, fournitures à usage unique et/ou stérilisées…) onéreux.
Risque de Dommage Embryonnaire
Bien que la vitrification minimise les risques de dommage embryonnaire, il existe toujours un faible risque de perte ou de dommage de l'embryon pendant la procédure. Ce risque est plus élevé si la vitrification est réalisée par un personnel non qualifié ou avec un équipement inadéquat.
Taux de Survie Embryonnaire
Tous les embryons ne survivent pas au processus de vitrification et de réchauffement. Le taux de survie embryonnaire varie en fonction de la qualité de l'embryon, de la technique de vitrification utilisée et de l'expertise du personnel.
Le Transfert de l'Embryon à Proprement Parler
Le transfert de l’embryon dans la receveuse est l’étape la plus délicate et qui demande le plus d'expérience. Il existe deux techniques possibles.
Le transfert cervical
L’embryon est déposé dans l’utérus de la receveuse en passant par le col de l’utérus. Conditionné dans une paillette, l’embryon est transféré avec un pistolet spécial. Il s’agit actuellement de la technique la plus utilisée sur le terrain. La difficulté technique réside dans le passage du col de l'utérus de la receveuse. L’objectif est de le manipuler le moins possible pour éviter la décharge de prostaglandines par l'utérus, qui compromettrait la future gestation.
Lorsque le col de l’utérus est devenu un peu difficile à passer (bonne jument receveuse mais multipare, ponette ou ânesse), il est possible d’utiliser la pince de Wilsher pour faciliter le transfert. Le principe est le suivant : après avoir posé un spéculum dans le vagin de la jument, la pince de Wilsher y est introduite jusqu’au col. Grâce à la pince, depuis l’extérieur, le manipulateur va pincer le col et exercer une légère traction pour le rendre rectiligne et ainsi faciliter le passage du pistolet de transfert. Cette technique nécessite 2 personnes, mais il a été montré que, lorsqu'elle est utilisée par des personnes qui débutent en transfert, elle donne de meilleurs résultats.
Le transfert chirurgical
L’embryon est injecté directement dans la corne utérine après incision du flanc de la receveuse et extériorisation d’une corne utérine. Des traitements post-opératoires de la receveuse sont nécessaires. Cette technique, nécessitant un vétérinaire chirurgien, n'est quasiment pas utilisée dans la pratique, compte-tenu du matériel, des soins et des traitements pharmacologiques à apporter lors de l'opération et par la suite.
Facteurs Influant sur la Réussite du Transfert d'Embryon
Sur le terrain, la réussite du transfert d’embryon dépend de nombreux paramètres :
- Taux d'embryon par récolte: = 30 à 60% ⇒ Les chances de récolter un embryon à chaque collecte dépendent fortement de l'âge de la donneuse et du type de semence utilisée. Les meilleurs taux sont observés avec de jeunes juments et avec de la semence fraîche, en comparaison avec de la semence congelée.
- Taux de gestation à J14 par embryon transféré: = 65 à 90% (diagnostic de gestation à 14 jours) ⇒ Ce taux dépend de l'état physiologique et de la conformation de la receveuse (état du col de l'utérus). Il peut aussi varier suivant le niveau d'expérience de l'opérateur.
- Taux de gestation à J45 par embryon transféré: = 50 à 80% (diagnostic de gestation à 45 jours) ⇒ Ce taux reflète la capacité de l'utérus de la jument receveuse à réaliser les différentes étapes de la placentation et du développement du fœtus.
Bien que rarissime chez l'espèce équine, une gestation gémellaire à l'issue du transfert d'un embryon n'est pas à écarter. Il est donc conseillé d'envisager cette éventualité lors des premiers diagnostics de gestation, idéalement avant J36.
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