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Comment prédire le succès de la FIV
Le choix des embryons pour la fécondation in vitro (FIV) est semé d'incertitudes. Le processus n'a qu'un taux de réussite de 35%, et le transfert de plus d'un embryon pour augmenter les chances de réussite de l'implantation augmente les chances d'une femme d'avoir des naissances multiples ou de nécessiter un avortement sélectif.
Suivi des œufs : En haut se trouvent des images en accéléré d'un seul embryon, et en bas se trouvent les résultats de suivi superposés produits à l'aide d'un logiciel d'analyse d'images développé à l'Université de Stanford.
En analysant des vidéos accélérées d'ovules fécondés au fur et à mesure de leur développement, une équipe de chercheurs de la Stanford University School of Medicine a identifié trois étapes spécifiques que les ovules doivent atteindre pour former un blastocyste, une étape critique. L'équipe a créé un algorithme pour surveiller la progression des embryons, et dit que cet algorithme peut prédire qui se développera en un blastocyste et qui mourra avec une certitude de 93%. La technique pourrait être utilisée pour améliorer la prise de décision en clinique, qui repose actuellement sur une évaluation subjective de la qualité d'un embryon.
Pour des raisons inconnues, les embryons humains ont un taux d'échec particulièrement élevé, et entre la moitié et plus des deux tiers des embryons de FIV n'atteignent pas le stade de blastocyste. Actuellement, les embryons sont généralement choisis en fonction de leur aspect visuel, qui est vérifié à des moments précis de leur développement. Renée Reijo Pera , de l'Institute for Stem Cell Biology and Regenerative Medicine à Stanford, et auteur principal du nouveau travail, qui est publié dans Biotechnologie naturelle, dit que même si des repères visuels sont utilisés pour évaluer les embryons en clinique, il y avait peu de données d'imagerie sur le déroulement complet de leur progression.
Pour mieux comprendre à quoi ressemblent les embryons au fil du temps, son équipe a étudié un ensemble de 242 embryons unicellulaires qui avaient été congelés 12 à 18 heures après la fécondation. Les embryons sont maintenant généralement congelés après avoir eu la chance de se développer pendant trois à cinq jours ; la décongélation et l'observation des embryons alors qu'ils étaient encore au stade unicellulaire ont permis aux chercheurs de suivre leurs progrès dès les premiers stades de développement.
L'équipe a pris des images accélérées des cellules à l'aide de la microscopie à fond noir, une technique utile pour l'imagerie des cellules vivantes. Le premier auteur, Connie Wong, a mené une analyse des images pour identifier les paramètres visuels qui correspondaient à la survie et à la formation réussie d'un blastocyste au cinquième jour. Sur 10 paramètres étudiés, les chercheurs ont trouvé que trois d'entre eux étaient essentiels au succès. Tous liés à la synchronisation : l'étape finale de la division cellulaire, dans laquelle la cellule se sépare physiquement en deux ; l'intervalle entre le premier et le deuxième cycle de division cellulaire ; et l'intervalle entre la deuxième et la troisième division cellulaire.
Kevin Loewke, un boursier postdoctoral maintenant à Auxogyn à Menlo Park, en Californie, a développé une méthode de mesure automatique des trois paramètres à l'aide d'un algorithme d'analyse d'images. Loewke dit que le défi du suivi de la progression des cellules consiste à convertir des images microscopiques bidimensionnelles en informations sur la structure tridimensionnelle de l'embryon, d'autant plus que plusieurs cellules peuvent se bloquer les unes les autres. Sa solution consistait à créer un modèle prédictif de chaque cellule de l'embryon et à utiliser le modèle pour déterminer le moment de chaque étape importante. L'algorithme a été autorisé par Auxogen, qui prévoit de développer un produit qui utiliserait l'approche pour déterminer la viabilité des embryons.
Tous les paramètres découverts par l'équipe se sont produits avant le deuxième jour du développement de l'embryon. De nombreuses cliniques cultivent l'embryon jusqu'à ce qu'il atteigne le stade de blastocyste au cinquième jour, mais certains scientifiques pensent que passer trop de temps en culture pourrait augmenter le risque d'altération de l'expression des gènes chez le nourrisson. L'avantage est que si vous pouvez prédire la formation de blastocystes d'ici le deuxième jour, vous pouvez les sortir de l'environnement artificiel plus tôt, dit Marcelle Cèdres , directeur de la division d'endocrinologie de la reproduction et d'infertilité de l'université de Californie à San Francisco, qui n'a pas participé à l'étude.
Mais Cedars dit que, même chez les patients les plus jeunes, 50 pour cent des embryons qui atteignent le stade de blastocyste ne s'implanteront pas. La question est de savoir si la prédiction du développement d'un blastocyste prédit également une implantation réussie. C'est à mi-chemin, mais cela ne vous dit pas si cela va faire un bébé, dit-elle. D'autres méthodes de dépistage des embryons comprennent l'analyse génétique d'une biopsie ou la mesure de facteurs moléculaires dans le milieu de culture qui entoure les embryons. Cedars dit qu'aucun d'entre eux n'a jusqu'à présent réussi à augmenter les taux de grossesse.
Dans le cadre de leur étude, les chercheurs de Stanford ont également analysé l'expression des gènes dans les cellules à différents stades du développement embryonnaire. Les paramètres qu'ils ont découverts se sont tous produits à un moment où les embryons n'avaient pas encore activé leurs propres gènes et s'appuyaient sur l'instruction génétique de l'œuf. Cedars dit que cette découverte renforce l'idée que le principal facteur d'avoir un bon embryon est l'œuf.
Les scientifiques ont également découvert qu'à ces premiers stades de développement, les cellules de l'embryon agissent de manière autonome, exprimant des gènes à des moments différents. Ce manque de coordination pourrait aider à expliquer pourquoi certains embryons se portent si mal.