Screening génétique pré-implantatoire

Quels outils
pour prédire l’implantation
des embryons humains ?
Fabrice GUERIF
Service de Médecine
et Biologie de la Reproduction
Equipe Bingo – INRA - Nouzilly
TOURS
GDR Repro - Mai 2016
Fécondation In Vitro (en France)
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•
•
•
•
≈ 60 000 tentatives de FIV / an
> 300 000 embryons produits / an
1.7 embryons transférés
Taux implantation de 18-19%
≈ 16% d’accouchements multiples
Transfert 1 embryon
euploïde
Rapport ABM
Activité 2013
Naissance 1 enfant
en bonne santé
GDR Repro - Mai 2016
Quels outils pour évaluer le potentiel
de développement embryonnaire ?
Morphocinétique
OMICS
Screening
Génétique
Pré-implantatoire
= (PGS) ou CCS
GDR Repro - Mai 2016
Quels outils pour évaluer le potentiel
de développement embryonnaire ?
Morphocinétique
OMICS
Screening
Génétique
Pré-implantatoire
= (PGS) ou CCS
GDR Repro - Mai 2016
Time-Lapse :
le futur de la morphologie ?
• Suivi morphologique dynamique semi-continu grâce à
une caméra.
• Avantages :
* Absence de sortie des boites de culture de l’incubateur
 Environnement STABLE
•SUIVI de la cinétique sur le plan :
- quantitatif :
- qualitatif : anomalies division, réab. fragments,
collapse blastocyste…
GDR Repro - Mai 2016
Principaux systèmes commercialisés
• Embryoscope ® :
– Incubateur 3 gaz complet équipé de
caméras
– Boites de culture spécifiques
– Image toutes les 10 minutes
Embryoscope ®
• Primo Vision ® :
– Equipement individuel pour chaque
boite de culture (support avec
microscope)
– Usage dans des incubateurs usuels
– Boites de culture spécifiques
– Image toutes les 10 minutes
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Primo Vision ®
GDR Repro - Mai 2016
Cirray, 2014
Etude rétrospective
285 couples (ICSI)
264 embryons avec implantation connue
GDR Repro - Mai 2016
Meseguer, 2011
s2=t4-t3GDR Repro
cc2=t3-t2
- Mai 2016
Meseguer, 2011
GDR Repro - Mai 2016
Meseguer, 2011
GDR Repro - Mai 2016
Meseguer, 2011
Etude rétrospective
1664 couples (ICSI)
754 embryons avec implantation connue
GDR Repro - Mai 2016
Basile, 2015
GDR Repro - Mai 2016
Basile, 2015
GDR Repro - Mai 2016
Basile, 2015
GDR Repro - Mai 2016
Basile, 2015
Algorithme : application universelle
ou dépendance des conditions de culture ?
GDR Repro - Mai 2016
Basile, 2012
Algorithme : application universelle
ou dépendance des conditions de culture ?
Milieux Irvine : unique vs séquentiel
GDR Repro - Mai 2016
Cirray, 2012
Algorithme : application universelle
ou dépendance des conditions de culture ?
O2 20%
O2 5%
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Kirkegaard, 2013
« Mise à l’écart » d’embryons viables ?
AUC=0,57
Critères Conaghan 2013 :
t3-t2 et t4-t3
GDR Repro - Mai 2016
Kirkegaard, 2014
GDR Repro - Mai 2016
Kirkegaard, 2016
Quels outils pour évaluer le potentiel
de développement embryonnaire ?
Morphocinétique
OMICS
Screening
Génétique
Pré-implantatoire
= (PGS) ou CCS
GDR Repro - Mai 2016
Transcriptomique / protéomique
Le dialogue cumulo-ovocytaire
• Interactions entre les Cellules du
Cumulus et l’ovocyte indispensables
pour la maturation ovocytaire.
• Le profil transcriptomique des cellules
du cumulus a montré son lien avec la
compétence au développement.
• Des gènes cibles ont été identifiés, les
candidats biomarqueurs potentiels sont
en cours de validation
Confronter les résultats des équipes
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Analyse du secrétome
embryonnaire
Hypothèse : les protéines produites par l’embryon et secrétées
dans l’environnement du milieu de culture reflètent des
différences de potentiel de développement
• Techniques : spectrométrie de masse (SELDI TOF)
• Katz Jaffe 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011
• Analyse comparées de spectres et identification de protéine
marqueurs de développement (ex: ubiquitine)
Confronter les résultats des équipes
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Pyruvate et Glucose
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•
•
Modèles murin et bovin (études cinétiques)
Technique ultramicrofluorescence (Leese et Barton, 1984)
Culture en microgouttes (4 à 10 µl)
Culture pendant 3 à 24 heures
Milieux d’analyse souvent modifiés
• Pyruvate : consommation avant compaction
• Glucose : consommation croissante post compaction
Problème actuel : sensiblité des techniques de mesure
Milieux de culture commerciaux
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Acides aminés
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•
Modèles murin, porcin et bovin (études cinétiques)
Technique HPLC (Lamb et Leese, 1994)
Culture en microgouttes (4 µl)
Culture pendant 24 heures
Milieux d’analyse modifiés (mixture d’AA + DABA)
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Notion de « quiet metabolism » (H. Leese)
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GDR Repro - Mai 2016
Lee, 2015
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Guérif, 2013
Consommation d’oxygène
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Tejera, 201229
Quels outils pour évaluer le potentiel
de développement embryonnaire ?
Morphocinétique
OMICS
Screening
Génétique
Pré-implantatoire
= (PGS) ou CCS
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Screening génétique pré-implantatoire
• Aneuploïdie
– Fréquence élevée pour l’embryon précoce humain
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Nagaoka, 2012
Screening génétique pré-implantatoire
• Aneuploïdie
– Fréquence accrue avec l’âge
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Munne, 1998
Screening génétique pré-implantatoire
• Aneuploïdie
– Cause la plus fréquence de FCS à répétition
GDR Repro - Mai 2016
Sugiura-Ogasawara, 2012
Screening génétique pré-implantatoire
• Aneuploïdie
– Cause d’échecs répétés d’implantation
GDR Repro - Mai 2016
Margalioth, 2006
Screening génétique pré-implantatoire
• Initiation du PGS
– Embryons J3
– FISH
Verlinsky 1995
–…
• Essais randomisés (> 2004) => débats
– Conclusion : Absence de gain apporté par le PGS de
« première génération » (Staessen, 2004 ; Mastenbroek,
2007)
=> Déclin du PGS
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Screening génétique pré-implantatoire
• Biopsie
– A J5 avec vitrification du blastocyste et transfert différé
• Développement de nouvelles techniques
– CGR arrays (Comparative Genomic Hybridization)
– SNP arrays (Single Nucleotide Polymorphism)
– qPCR
– NGS
Nouvelles études prospectives randomisées (RCT)
Conclusion : Gain apporté par le PGS de « nouvelle
génération » MAIS études critiquées (méthodologie)
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GDR Repro - Mai 2016
Scott, 2013
GDR Repro - Mai 2016
Forman, 2013
Morpho
seule
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TBC
CCS
Schoolcraft, 2013
GDR Repro - Mai 2016
Harton, 2013
Age moyen des femmes : 39.4 ans
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Fragouli, 2014
Age moyen des femmes : 38.6 ans
GDR Repro - Mai 2016
Fragouli, 2014
GDR Repro - Mai 2016
Yang, 2012
GDR Repro - Mai 2016
Yang, 2012
Mosaïcisme
• Fréquence accrue pour les embryons précoces
• Absence de ségrégation préférentielle
d’aneuploïdie entre ICM et T
GDR Repro - Mai 2016
Capalbo, 2013
Mosaïcisme
• Embryons mosaïques
– Fréquence décroissante (emb. Précoces ->blastocystes)
– Possibilité de naissances viables
• Arrêt global de l’embryon ?
• Elimination des cellules anormales ?
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Bolton, 2016
GDR Repro - Mai 2016
Bolton, 2016
Cycle débuté
Ponction
Transfert
Implantation
Naissance
DPI
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Mastenbroek, 2014
GDR Repro - Mai 2016
Campbell, 2013
GDR Repro - Mai 2016
Kramer, 2014
Conclusions
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Quelle méthode « idéale »
pour évaluer la viabilité embryonnaire ?
« Non invasive »
N’altère pas les embryons (primum non nocere)
Reproductible
Objective
Rapide
Facile à utiliser en routine
Rentable
Ne soulève pas de question éthique
Indépendante d’autres paramètres
GDR Repro - Mai 2016
GDR Repro - Mai 2016
GDR Repro - Mai 2016
Dans le futur…
Appréhender le dialogue
endomètre-embryon ?
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