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Le développement de l'embryon congelé


 

INTRODUCTION


Les embryons viables résultant d'une Fécondation in vitro (FIV) et non implantés peuvent aujourd'hui être congelés. Il est inutile de rappeler ici les avantages immédiats de ce procédé.
On admet généralement que si la cryoconservation des embryons provoque la mort de certains d'entre eux, elle reste sans la moindre conséquence sur les survivants. Plusieurs études ont d'ailleurs conclu à l'absence d'effet mutagène ou tératogène de la congélation. Mais d'assez nombreux arguments conduisent à remettre en cause l'innocuité de cette technique (Revue générale de la littérature :
1)-On sait que plusieurs cibles d'importance majeure pour le développement de l'individu sont présentes chez le jeune embryon : l'ADN nucléaire, dont la sensibilité à la congélation a été suggérée par Royere et al. Dès 1987 pour le spermatozoïde, l'ADN mitochondrial, beaucoup plus sujet aux mutations que son voisin, les phénomènes de méthylation de l'ADN qui, démarrant au cours de la gamétogenèse, se poursuivent après la fécondation, et aussi les systèmes enzymatiques, le cytosquelette etc. Or, la congélation décongélation, qu'il s'agisse du procédé pris en bloc ou de ses composantes (culture in vitro, refroidissement, réchauffement et cryoprotecteurs) entraîne de sérieuses altérations cellulaires telles que des altérations de la chromatine, des inactivations enzymatiques, des lésions du cytosquelette et des structures lipidiques membranaires, des perturbations de type ionique et divers dommages de type oxydatif qui pourraient, directement ou indirectement, altérer les processus du développement. Certes les systèmes réparateurs de la cellule sont puissants et l'usure naturelle, par exemple, est réparée quotidiennement. On estime ainsi que 2 000 à 10 000 purines sont perdues et renouvelées en 24 heures dans l'ADN d'une cellule. On peut donc penser que, particulièrement dans un organisme jeune, les troubles dus à des facteurs extérieurs sont réversibles. Mais le sont-ils complètement ?Certains résultats permettent d'en douter. Ainsi Bailey et Burth (1993) viennent de montrer que si les remaniements ultrastructuraux entraînés par la congélation des spermatozoïdes peuvent disparaître après décongélation, des altérations fonctionnelles, comme celles qui correspondent au transport du calcium, semblent pouvoir persister ou s'aggraver lors du réchauffement. Or on sait qu'une augmentation de calcium intracellulaire peut accroître la fréquence des cassures de l'ADN nucléaire par activation des endonucléases (Epe, 1993) et la production de radicaux libres par peroxydation lipidique (Bast 1993). Ces modifications du métabolisme calcique expliqueraient peut-être le rôle de la congélation dans la chute de mobilité de certains spermatozoïdes conservés et apparemment normaux. Onohara et al (1994), Rieger et al (1994) constatent par ailleurs que des perturbations métaboliques observées lors de la cryoconservation (diminution d'activité enzymatique, découplage des activités mitochondriales, réduction des synthèses protéiques, etc.) peuvent persister plusieurs cycles cellulaires après décongélation. Une augmentation de la quantité de radicaux libres, déjà envisagée au cours de la cryoconservation des spermatozoïdes (Rao et David 1984, Alvarez et Stoley 1992, Bell et al 1993), pourrait aussi se produire au cours de la cryoconservation de l'embryon. En effet, d'après certains auteurs, leur présence en excès, peut être liée aux chocs thermiques, serait responsable des arrêts de développement observés lors d'une simple culture in vitro (Tarin et Trounson 1993, Goto et al 1994, Arechiga et al 1995).
En ce qui concerne les altérations observables du matériel génétique, une incidence élevée de crossing-over (Bongso et al 1988) et des anomalies chromosomiques structurales (Shaw et al 1991) ont été observées chez des embryons congelés à 2 cellules. Les travaux de Glenister (1987), ceux de Caroll (1989) et les nôtres (Bouquet et al 1992, 1993) montrent un risque accru de polyploïdies chez l'embryon, dues à une désorganisation des microtubules après congélation. Pour ce qui est de la persistance des altérations, l'étude que nous avons faite sur les ovocytes congelés montre une augmentation du taux d'échange des chromatides sœurs chez les embryons qui en dérivent, (Bouquet et al. 1993), ce qui traduirait une augmentation du taux des mutations (Carrano et al 1978).
Chez la souris une diminution des taux d'implantation a été signalée en fonction des procédures de cryoconservation et des stades embryonnaires concernés (Maurer et al. 1977, Wilson et Quinn 1989, Liu et al. 1993). Mais ces anomalies ne renseignent évidemment pas sur l'éventualité de séquelles post-implantatoires. Or on sait, expérimentalement, que de telles séquelles peuvent succéder soit à l'exposition de l'embryon préimplantatoire à des agents toxiques connus (Spielman 1987), soit à certaines conditions de culture (Lane et Gardner 1994) ou même à des conditions de culture classiques comme l'ont montré Reik et al. (1993) en décelant, chez les souriceaux dérivant d'embryons cultivés, des modifications du phénotype biochimique hépatique. Pourtant dans le domaine vétérinaire, où l'on utilise la cryoconservation des embryons depuis longtemps, ou n'a pas constaté d'anomalies particulières. Mais les observations n'ont concerné que la morphologie apparente et les capacités de reproduction. Chez l'homme, les travaux de Mandelbaum (1987, 1992), Frydman et al (1989), Fugger et al (1991) ne font état d'aucune anomalie spéciale de la grossesse. Toutefois le rapport FIVNAT 89-93 signale davantage de fausses couches précoces et Salat-Baroux et al (1992) notent que les taux de hCG et d'œstradiol varient selon que les embryons implantés sont frais ou cryoconservés. Enfin Van der Elst et al (1993), George et al (1994) constatent que le taux de résorption des fœtus obtenus à partir d'ovocytes congelés est anormalement élevé, ce qui pourrait faire suite aux anomalies que nous avons nous-mêmes constatées (Bouquet et al. 1993).En ce qui concerne les phases péri et post-natales, les explorations faites dans l'espèce humaine ne signalent aucune pathologie particulière (Frydman et al. 1989, Wada et al. 1994) et l'enquête FIVNAT mentionne même que les taux de prématurité et d'hypotrophie, à nombre égal d'enfants, sont inférieurs en cas de transfert d'embryons congelés. Chez la souris, après que de nombreux auteurs comme Lyon (1977), Whittingham (1984) et Glenister (1986) n'aient rien remarqué selon les critères classiques correspondant au taux de malformations et à l'aptitude à la reproduction, Maurer et al (1977) notent un fait curieux : la mortalité post-natale est plus élevée après croisement entre " sujets congelés " et témoins qu'entre témoins d'un côté et congelés de l'autre.
Tous ces travaux aboutissent donc à des résultats qui peuvent être contradictoires. Mais il faut ici souligner deux points importants. D'une part la congélation ne se révèle pas être, pour l'embryon, un mutagène ou un tératogène majeur. D'autre part on n'a pas exploré, jusqu'à présent, les effets à long terme de type fonctionnel dont on sait que, provoqués par certains agents mutagènes ou tératogènes, ils existent . Autrement dit l'exploration des retentissements possibles de la congélation embryonnaire n'a été que partielle.
C'est donc une exploration plus large, de la naissance à la sénescence, que nous avons réalisée chez la souris.


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