La fécondation in-vitro | tpe-cellulessouches

I. Les cellules souches embryonnaires

et leur exploitation dans le milieu médical

2- La fécondation in vitro, une pratique permettant la recherche

La fécondation in vitro est une technique d’assistance médicale à la procréation qui consiste à mettre en œuvre la rencontre d’un ovule et d’un spermatozoïde en laboratoire. Les spermatozoïdes sont déposés au contact des ovocytes dans une boîte de culture placée à 37°C. Certains embryons ne sont pas transférés dans l’utérus de la femme et sont donc congelés. Ces derniers sont alors parfois exploités dans le cadre de la recherche médicale.

La recherche sur l’embryon a longtemps été interdite en France. Depuis la loi de bioéthique en 2004, bien que cette dernière déclare que « la recherche sur l’embryon est interdite » (article L2151-5), une dérogation permet la recherche sur celui-ci. Pour ce fait, les embryons doivent être conçus in vitro et ne doivent plus faire l’objet d’un projet parental. En effet, les parents biologiques doivent signer un consentement pour céder gratuitement l’embryon à la recherche.

Schéma représentant une ponction folliculaire

Puis, on recueille le sperme contenant les spermatozoïdes par masturbation au laboratoire le jour de la ponction ovarienne.

On réalise la mise en fécondation. Les spermatozoïdes obtenus sont mis en contact des ovocytes dans une boîte de culture contenant un milieu liquide nutritif qui est placée dans un incubateur à 37°C. Un seul spermatozoïde fécondera avec l’ovule.

Quelles sont les différentes étapes de la fécondation in vitro ?

Tout d’abord, on réalise une ponction folliculaire chez la femme qui dure environ 20 minutes. Cette ponction des follicules demande une courte hospitalisation et, bien souvent, une anesthésie générale ou locale. Le médecin visualise les follicules très visibles à la surface des ovaires grâce à une échographie et guide la pointe d’une aiguille adaptée à une à travers la paroi du vagin vers les ovaires. Le contenu des follicules, c’est-à-dire l’ovocyte entouré de quelques cellules et d’un liquide folliculaire, est aspiré dans une seringue. On recueille entre 5 et 10 ovocytes en moyenne. Les seringues sont ensuite transportées à 37°C dans une boîte isotherme.

Suite à la ponction, le liquide folliculaire est examiné grâce à une afin de compter le nombre d’ovocytes obtenus. Les ovocytes fécondables sont transférés dans une boîte dénommée « boîte 4 puits ». Cette boîte est ensuite mise en culture à 37°C dans un .

Mise en fécondation d'un spermatozoïde et d'un ovocyte dans une boîte de culture

On assiste ensuite au développement embryonnaire. Les ovocytes fécondés, appelés zygotes, sont identifiables par la présence de deux noyaux, appelés pronucleï ; l’un provient de l’ovocyte, l’autre du spermatozoïde. Les zygotes deviennent des embryons et les cellules se divisent au cours du temps dans l’embryon.

Enfin, on réalise une congélation embryonnaire. En effet, les embryons non transférés par voie vaginale dans l’utérus de la femme, dits « surnuméraires », sont congelés. Les embryons sont alors conservés dans l’azote liquide à moins 196°C.

Congélation des embryons

dans l'azote liquide à moins de 196°C

Comment exploite-t-on les embryons congelés suite à la fécondation in vitro ?

Si le couple n’a plus de projet parental et donne son accord signé, les embryons conservés peuvent faire l’objet d’une recherche pour les sciences. Cette recherche, consistant à prélever les cellules souches embryonnaires, implique la décongélation et la destruction de l’embryon, posant alors des problèmes éthiques (cliquer sur le lien).

Les cellules souches embryonnaires, issues de la masse cellulaire interne, sont prélevées sur des embryons au stade blastocyste entre le 5ème et le 7ème jour après une fécondation in vitro. Elles sont ensuite mises en culture afin d’obtenir des lignées et peuvent ainsi se multiplier en conservant leur état indifférencié dans des conditions adéquates.

La mise en culture nécessite de nombreux ingrédients tels que des , un milieu de culture riche et une combinaison de facteurs de croissance. En culture, les cellules souches embryonnaires continuent de proliférer de manière intense. En effet, si l’on change de manière régulière le milieu de culture et qu’on repique une fois par semaine les cellules souches embryonnaires en divisant les colonies en plus petits morceaux, cette prolifération est infinie.

Ainsi toute la difficulté de cette culture est d’empêcher leur différenciation.

Cependant, si les conditions de culture sont modifiées, il est possible d'orienter leur différenciation vers un type de cellule spécifique tel que les neurones ou les cellules cardiaques. Les nouvelles conditions de culture sont alors décrites dans un « protocole de différenciation ». Le protocole indique tous les détails qu’il faut mettre en œuvre afin d’obtenir la cellule souhaitée ; le milieu de culture, les facteurs de croissance, le support de culture…

En quoi cette recherche est-elle intéressante pour la science ?

Les embryons surnuméraires, obtenus suite à une fécondation in vitro, permettent d’exploiter et d’étudier les cellules souches embryonnaires présentes dans la masse cellulaire interne lorsque l’embryon est au stade blastocyste. Ces cellules constituent un matériel de recherche unique avec lequel on peut étudier les mécanismes responsables de la différenciation des cellules et de leur organisation au cours du développement. Pouvant se différencier en n’importe quel type cellulaire, les cellules souches embryonnaires peuvent traiter de nombreuses maladies et donc permettre des avancées dans le domaine médical.

*Positionner la souris sur les mots suivis d'un astérisque pour en faire apparaître la définition