Embryologistes cliniques : Le rôle clé qu'ils jouent dans la FIV
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EMBRYOLOGISTE CLINIQUE : UN BREF RAPPORT SUR LEUR TRAVAIL AU LABORATOIRE

Dr. Azita Hengameh Nazari

RÉSUMÉ

Vous êtes-vous déjà demandé qui sont les embryologistes cliniques ou ce qu'ils font toute la journée au laboratoire ? L'objectif de cet article est de passer brièvement en revue les tâches et les compétences des embryologistes cliniques en laboratoire. Il traite de la technique qu'ils emploient, appelée fécondation in vitro (FIV). Il présente les procédures, les méthodes et les équipements qu'ils utilisent dans la FIV pour sélectionner et apparier les spermatozoïdes et les ovocytes qualifiés. Il explique ensuite le processus qu'ils suivent pour créer des embryons, préparer un bon environnement pour leur croissance, transférer les meilleurs d'entre eux dans le corps de la femme et décider de ce qu'il faut faire du reste. Il indique que le contrôle et le maintien de la qualité dans le laboratoire sont aussi importants que les autres procédures pour les embryologistes. Leurs décisions et leurs performances sont très importantes à chaque étape de la procédure et exigent de la précision.

INTRODUCTION

Les techniques utilisées pour manipuler les ovocytes (œufs) en dehors du corps de la femme sont appelées techniques de procréation assistée (TPA). Cependant, la technique la plus utilisée est la fécondation in vitro (FIV). La FIV est généralement le meilleur traitement pour les couples qui ont des problèmes d'infertilité (Speroff & Fritz, 2005). Le laboratoire de FIV est la section la plus importante d'un centre de FIV, car c'est là que se déroulent la plupart des traitements. Par conséquent, tout l'équipement, les fournitures, le cadre et l'environnement doivent être prêts pour les procédures. Cependant, même lorsque tout est prêt, rien ne peut avancer sans le travail acharné du personnel de laboratoire hautement qualifié et expérimenté, appelé dans ce cas embryologistes cliniques.Les embryologistes cliniques sont des scientifiques qui passent la majeure partie de leur temps et de leur énergie en laboratoire à créer la vie. Leur principal objectif est d'aider les patients infertiles à réaliser leur rêve d'avoir des bébés. Ils sont occupés toute la journée au laboratoire, exerçant leurs talents de micro-manipulation, vérifiant les incubateurs à dioxyde de carbone (CO2), transférant avec soin les gamètes et les embryons d'un milieu de culture à un autre, effectuant un contrôle de qualité détaillé, etc. Dès qu'ils reçoivent les spermatozoïdes et les ovocytes, les embryologistes font de leur mieux pour les préparer les uns aux autres. Ils font correspondre les spermatozoïdes et les ovocytes qualifiés et les fusionnent pour créer des embryons. Pour ce faire, ils suivent méticuleusement certaines procédures et règles.

LA COLLECTE ET LA CLASSIFICATION DES OVOCYTES

Avant que le médecin ne commence le prélèvement d'ovocytes, les embryologistes s'assurent que tout est prêt pour l'arrivée du gamète. Tout doit ressembler à s'y méprendre au corps de la mère. Ils vérifient donc la température de la pièce, des incubateurs et des plateaux de microscopie. La lumière de la pièce doit également être tamisée à tout moment pour les œufs et les embryons. Tous les milieux de culture et les boîtes sont préparés pour accueillir les ovocytes. Le médecin aspire le liquide folliculaire et les ovocytes et remet les aspirats et les flushs, dans les tubes à essai, aux embryologistes. Au microscope, les embryologistes examinent immédiatement le liquide et les recherchent. S'ils les trouvent, ils les lavent immédiatement et les transfèrent dans le milieu de fécondation qui a été préparé pour eux, puis les transfèrent dans l'incubateur pour un contrôle et une classification ultérieurs. Les ovocytes matures sont placés dans des incubateurs pendant 2 à 8 heures jusqu'à l'insémination. Les ovocytes immatures ont besoin de plus de temps, environ 24-35 heures, pour devenir matures et être prêts pour l'insémination. (Jones, H., Jones, G., Hodgkin, & Rosenwaks, 1986).Le classement des ovocytes dépend de la manière dont ils seront inséminés. Si l'insémination conventionnelle est la méthode utilisée, ils seront classés tels quels, avec le cumulus et la corona radiata qui les entourent. Habituellement, les matures ressemblent à un beau soleil avec des rayons clairs et étendus autour d'eux. Si la méthode d'insémination est l'injection intracytoplasmique de spermatozoïdes (ICSI), l'embryologiste doit examiner les ovocytes seuls, sans cumulus ni couronne qui les entourent. Pour ce faire, il nettoie d'abord mécaniquement les cellules entourant l'ovocyte à l'aide de seringues, puis il les soumet pendant quelques secondes à une enzyme appelée hyaluronidase pour compléter le nettoyage. La hyaluronidase est une enzyme qui est généralement libérée par la tête du spermatozoïde au cours du processus de fécondation, pour dissoudre les cellules entourant l'ovocyte et lui permettre de se lier à l'ovocyte.Maintenant que l'embryologiste a une vue claire des ovocytes au microscope, il peut les classer. Un ovocyte de forme sphérique, avec un corps polaire attaché à lui, est appelé mature et est prêt pour l'insémination en 2-8 heures. L'ovocyte de forme sphérique, mais sans corps polaire, est dit immature et doit rester dans l'incubateur pendant 24 heures pour avoir une chance de devenir mature. De même, si l'ovocyte est cassé ou n'a pas de forme sphérique ni de corps polaire, il est considéré comme anormal et doit être écarté.

PRÉPARATION ET CLASSEMENT DES SPERMATOZOÏDES

La préparation des spermatozoïdes est généralement effectuée par des scientifiques cliniques qui travaillent sur l'infertilité masculine et sont appelés andrologues. Toutefois, s'ils ne sont pas disponibles, des embryologistes peuvent remplir ce rôle. Les échantillons de sperme sont traités à l'aide d'une technique permettant de séparer les spermatozoïdes des cellules et des débris. En général, l'aspiration des spermatozoïdes est effectuée par un médecin si le partenaire masculin n'est pas en mesure d'éjaculer ou s'il y a peu ou pas de spermatozoïdes dans l'éjaculat. Les embryologistes vérifient la qualité et la quantité des spermatozoïdes et décident s'ils sont aptes à la fécondation ou non. Ils vérifient la morphologie des spermatozoïdes pour voir si leur apparence physique, leur motilité, leur concentration et leur vitesse de nage sont normales ou anormales. Si la quantité et la qualité des spermatozoïdes sont normales, on envisage une insémination conventionnelle. Dans le cas contraire, les spermatozoïdes seront directement injectés dans les ovocytes car ils ne sont pas capables de pénétrer les ovocytes par eux-mêmes.

FERTILIZATION

Si le sperme est de bonne qualité et en quantité suffisante, il sera utilisé pour l'insémination conventionnelle ; dans le cas contraire, une ICSI sera réalisée. L'insémination conventionnelle consiste à incuber des ovocytes matures avec des spermatozoïdes qualifiés. Speroff et Fritz (2005) suggèrent que "En général, chaque ovocyte est incubé avec 50 à 100 000 spermatozoïdes mobiles" (p. 1234), pour obtenir le résultat souhaité. Par conséquent, les embryologistes incubent chaque ovocyte avec cette quantité de spermatozoïdes, dans un plat contenant le milieu de fécondation, pendant environ 12 à 18 heures. Pendant ce temps, la fécondation peut se produire lorsqu'un spermatozoïde pénètre dans l'ovocyte et qu'ils fusionnent ensemble.L'ICSI est pratiquée si la quantité de spermatozoïdes est faible. La procédure d'ICSI est très efficace dans la FIV. Gardner, Weissman, Howles et Shoham (2004) rapportent que "la capacité de l'ICSI à obtenir des taux de fécondation et de grossesse plus élevés indépendamment des caractéristiques des spermatozoïdes en fait la procédure de manipulation la plus puissante à ce jour pour traiter l'infertilité masculine" (p. 171). L'embryologiste choisit un spermatozoïde, l'immobilise, l'attire dans la pipette la queue en premier afin que la tête puisse être insérée dans l'ovocyte en premier. L'ovocyte doit être stabilisé de l'autre côté de façon à ce que le corps polaire soit en position 12 ou 6 heures. L'embryologiste injecte ensuite la tête du spermatozoïde en position 3 heures à l'intérieur de l'ovocyte. Après l'injection, ces ovocytes doivent également être placés dans des incubateurs pendant 12 à 18 heures.Après 18 heures, les embryologistes les vérifient pour voir si la fécondation a eu lieu. Le résultat de la fécondation est une cellule que l'on appelle zygote. À ce stade, il convient d'examiner le statut pronucléaire du zygote. Le zygote créé par l'insémination conventionnelle est recouvert d'une couche de cellules coronales qui doivent être retirées pour visualiser l'ovocyte en vue de sa classification. En revanche, le zygote qui est le résultat de l'ICSI est déjà propre. Si le zygote est normal, les embryologistes peuvent voir deux pronucléi à l'intérieur et deux corps polaires à la surface. Les deux pronucléi sont généralement appelés 2PN. Les embryologistes examinent toujours soigneusement les pronucléi, et s'ils voient 3PN, ils savent que le zygote n'est pas normal et l'écartent (Jones et al., 1986). Le processus de fécondation prend généralement 24 heures et se termine par le premier clivage. Le zygote est maintenant appelé un embryon est appelé embryon.

LA CULTURE ET LE CLASSEMENT DES EMBRYONS

Les embryologistes s'assurent que tout est prêt pour la culture des embryons. Ils préparent l'environnement de façon à ce que les embryons aient l'impression de se séparer dans le corps de leur mère. Le milieu et son pH, la taille du groupe d'embryons, l'oxygène et le dioxyde de carbone sont importants pour la culture des embryons (Gander et al., 2004). Normalement, les embryons se divisent et atteignent le stade de 2 cellules dans les 25-27 heures (jour 1) après l'insémination ou l'ICSI. En 48 heures (jour 2), ils atteignent le stade de 4-6 cellules, en 72 heures (jour 3) le stade de 8 cellules ou plus, au jour 4 la morula, et au jour 5 le blastocyste.Le système de notation pour les jours 1 à 3 peut varier selon les centres de FIV, mais l'essentiel est de prendre en compte le nombre de blastomères ou de cellules chaque jour, la taille des blastomères et le degré de fragmentation cytoplasmique. Des blastomères de taille égale et une fragmentation minimale signifient que la qualité des embryons est meilleure. Ce classement est particulièrement important si le transfert des embryons a lieu le troisième jour. Les embryologistes observent et examinent chaque jour très attentivement chaque embryon afin de pouvoir choisir les embryons les plus qualifiés pour le transfert chez la patiente.Si le transfert n'a pas lieu au troisième jour, il se poursuit au cinquième jour, lorsque les embryons se transforment en blastocystes. En général, les blastocystes sont classés en fonction de leur degré d'expansion, de leur état d'éclosion, du développement de la masse cellulaire interne (MCI) et de la formation du trophectoderme. Un blastocyste complet, dont la MCI est serrée et le trophectoderme forme un épithélium cohésif avec de nombreuses cellules saines, est généralement considéré comme un bon candidat au transfert (Veeck et Zaninovic, 2003, p.104).

TRANSFERT D'EMBRYONS

Le jour du transfert, l'embryologiste choisit le ou les embryons les mieux qualifiés pour le patient désigné. Lorsque la patiente est dans la bonne position, l'embryologiste aspire le ou les embryons dans le cathéter et le remet au médecin pour qu'il les transfère dans l'utérus. Une fois la procédure de transfert terminée, le médecin remet le cathéter à l'embryologiste pour qu'il le rince et examine le matériel. De cette façon, ils s'assurent que le ou les embryons ont été transférés avec succès ou non. Si, par hasard, un embryon revient dans le cathéter, la procédure est répétée une nouvelle fois.

CRYOPRÉSERVATION ET DÉCONGÉLATION

La cryoconservation ou la congélation et la décongélation ou le dégel des gamètes (ovules et spermatozoïdes), des zygotes et des embryons permet d'augmenter les chances de grossesse à partir d'une seule récolte d'ovules. La plupart du temps, les patients se retrouvent avec un excès d'embryons et les embryologistes suggèrent la cryoconservation. La congélation des embryons donne aux patients la possibilité de décider s'ils veulent les utiliser à l'avenir. Certains centres congèlent les surplus lorsqu'ils sont des zygotes avec 2PN et d'autres congèlent au stade de blastocyste. Cependant, Gardner et al. (2004) affirment que "les embryons se congèlent bien et s'implantent à des taux acceptables après décongélation et transfert. Presque tous les spécimens au stade de clivage peuvent être congelés avec succès, du stade 2 cellules au blastocyste. La congélation de l'embryon est assez pratique car il n'y a pas de considérations urgentes de calendrier" (p.270). La congélation des spermatozoïdes est généralement du ressort des andrologues, qui congèlent le sperme, c'est-à-dire le liquide reproducteur masculin contenant les spermatozoïdes. La congélation des ovocytes pourrait être d'une grande aide pour de nombreuses personnes qui ont des problèmes avec la congélation des embryons. Cependant, la congélation des ovocytes n'a pas été facile en raison de la caractéristique biologique unique des ovocytes. Récemment, une nouvelle technique, appelée vitrification, s'est révélée prometteuse pour la congélation des ovocytes. Dans certains centres de FIV, les embryologistes ont commencé à utiliser cette technique avec des résultats satisfaisants ; d'autres études sont nécessaires pour optimiser cette technique (Gardner et al., 2004).

LES TESTS GÉNÉTIQUES PRÉIMPLANTATOIRES

Le test génétique préimplantatoire (PGT) désigne les procédures permettant d'évaluer les ovocytes ou les embryons avant leur implantation. Il aide de nombreux couples qui risquent d'avoir des enfants présentant des anomalies génétiques héréditaires. Il révèle également le sexe des embryons. Si les couples sont intéressés, les embryologistes peuvent prélever une ou plusieurs cellules des embryons pour une évaluation ultérieure. La procédure est très sensible et les embryologistes doivent être très compétents en matière de micromanipulation pour pouvoir retirer la cellule sans endommager l'embryon. La cellule est soumise à une analyse chromosomique et les résultats sont communiqués aux embryologistes. Si les embryons sont anormaux, les embryologistes en informent les couples, qui peuvent choisir de les éliminer ou non.

LE CONTRÔLE DE LA QUALITÉ

L'une des tâches les plus importantes des embryologistes est le contrôle et le maintien de la qualité du laboratoire d'embryologie. Selon Cutting, Pritchard, Clarke et Martin, pour maintenir un haut niveau de pratique dans les laboratoires de FIV, les embryologistes doivent établir un système de contrôle de la qualité (2004). Par exemple, tous les équipements doivent être vérifiés et faire l'objet d'une maintenance régulière. Les hottes doivent être nettoyées régulièrement et la température, le dioxyde de carbone, le niveau du bac à eau et les alarmes des incubateurs doivent être réglés et vérifiés. Selon Mayer et al. (2003) "Un exemple de CQ commun est la documentation de la température du réfrigérateur sur un tableau quotidien. Ces mesures sont comparées à une gamme de limites acceptables qui avaient été préalablement définies" (section Introduction, paragraphe 1). Tous les matériaux doivent être exempts de toxicité, c'est pourquoi les embryologistes les testent tous avant de les utiliser. La plupart des laboratoires utilisent le "test de la souris" pour vérifier la qualité des matériaux. La plupart des matériels qui sont en contact avec les gamètes et les embryons humains, comme les solutions, les boîtes de culture, les cathéters, etc. sont testés. Des embryons de souris à deux cellules sont cultivés dans ces éléments, de la même manière que les embryons humains, et les résultats sont contrôlés. Les embryologistes s'assurent que les embryons de souris se développent du stade de deux cellules au stade de blastocyste éclos. Si un certain nombre d'embryons de souris n'atteignent pas le stade du blastocyste, le matériel échoue. Dans ce cas, les matériaux qui échouent au test sont renvoyés à leur entreprise.

CONCLUSION

De nombreux patients infertiles dans le monde entier se retrouvent dans les centres de FIV avec l'espoir que leurs rêves d'avoir des bébés se réalisent. La partie fondamentale de tout centre de FIV est le département d'embryologie où travaillent les embryologistes cliniques. Les embryologistes cliniques sont des scientifiques diligents qui utilisent leurs compétences pour remplir leurs tâches délicates. Leurs tâches consistent en la collecte des ovules, la préparation des spermatozoïdes, la classification des gamètes et des embryons, la fertilisation, la culture des embryons, le transfert des embryons, la congélation et la décongélation des gamètes et des embryons, le DPI et le contrôle de la qualité. Ils doivent suivre les procédures étape par étape avec précision. Chaque étape est un défi et nécessite des embryologistes hautement qualifiés pour obtenir des résultats satisfaisants.

RÉFÉRENCES

1.Cutting, R. C., Pritchard, J., Clarke, H. S., & Martin, K. L. (2004). Establishing quality control in the new IVF laboratory. Human Fertility, 7(2): 119-125.2.Gardner, D. K., Weissman, A., Howles, C. M., & Shoham, Z. (Eds.). (2004). Textbook of assisted reproductive techniques: Laboratory and clinical perspectives (2th ed.). Landon, New York: Taylor & Francis.3.Jones, H. W., Jr., Jones, G. S., Hodgkin, G. D., Rosenwaks, Z. (Eds.). (1986). In vitro fertilization. Norfolk: Williams & Wilkins.4.Mayer, J.F., Jones, E.L., Lacy, D.D., Nehchiri, F., Muasher, S. J., Gibbons, W. E., & Oehniger, S. C. (2003). Total quality improvement in the IVF laboratory: Choosing indicators of quality. Reproductive BioMedicine Online, 7 (6), 695-699. Retrieved from http://www.rbmonline.com/article5.Speroff, L., Fritz, M. A. (2005). Clinical gynecologic endocrinology and infertility (7th ed.). Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins.6.Veeck, L. L., Zaninovic, N. (2003). An atlas of human blastocysts. New York, London: The Parthenon Publishing Group.
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