Naissance vivante suite à un protocole innovant d’activation artificielle de l’ovocyte utilisant une double stimulation calcique

Introduction

L’injection intracytoplasmique de spermatozoïdes (ICSI) est une pierre angulaire des technologies de procréation assistée (ART), notamment pour prendre en charge l’infertilité masculine. Bien que largement utilisée, l’ICSI n’aboutit à une fécondation que dans environ 70 % des cas, avec un échec total de fécondation dans 3 % des cycles. Une cause majeure de ces échecs est le déficit d’activation ovocytaire (OAD), résultant de l’incapacité des spermatozoïdes à induire les oscillations calciques (Ca²⁺) intracellulaires nécessaires à l’activation ovocytaire. Pour y remédier, des protocoles d’activation artificielle de l’ovocyte (AOA) utilisant des stimuli mécaniques, électriques ou chimiques ont été développés. Parmi ceux-ci, l’activation chimique via des stimulateurs calciques comme l’ionomycine, la calcimycine et le chlorure de strontium (SrCl₂) est la plus courante. Les protocoles classiques d’AOA, reposant sur un seul stimulateur calcique, ont amélioré les taux de fécondation après échecs complets. Cependant, leur efficacité reste limitée chez certains patients, nécessitant l’exploration de nouvelles stratégies.

Cette étude porte sur un couple présentant une infertilité primaire persistante depuis dix ans et des échecs répétés de fécondation malgré plusieurs tentatives d’ART, incluant l’ICSI avec AOA conventionnelle. Nous y introduisons un protocole innovant combinant deux stimulateurs calciques distincts—le SrCl₂ et l’ionomycine—afin d’optimiser l’activation ovocytaire. L’hypothèse sous-jacente est qu’une double stimulation calcique compenserait les déficits de signalisation calcique, améliorant ainsi la fécondation et le développement embryonnaire.

Cas clinique et antécédents thérapeutiques

Le couple était composé d’une femme de 32 ans et d’un homme de 33 ans. Le sperme présentait des paramètres suboptimaux : volume de 3 mL, concentration de 21,25 × 10⁶/mL, motilité progressive de 20,69 % et morphologie normale à 1 %. Des anomalies supplémentaires incluaient une faible maturité chromatinienne et des taux élevés d’élastase polynucléaire. Les explorations féminines étaient normales.

Entre 2012 et 2015, trois cycles de FIV non concluants ont été réalisés dans d’autres cliniques : FIV conventionnelle, ICSI et ICSI avec AOA au SrCl₂. Sur 40 ovocytes recueillis, aucun n’a été fécondé normalement. Après orientation vers notre clinique, un protocole personnalisé d’ICSI avec AOA optimisée a été proposé.

Conception et mise en œuvre du protocole

Stimulation ovarienne et collecte d’ovocytes

Une hyperstimulation ovarienne a été menée avec un protocole antagoniste de la GnRH. Seize ovocytes ont été prélevés lors du premier cycle (13 en métaphase II, MII) et 14 MII lors du deuxième cycle. Les ovocytes ont été cultivés à 37°C sous 6 % de CO₂ et 5 % d’O₂.

Préparation du milieu d’AOA

Le milieu d’AOA contenait 10 mmol/L de SrCl₂ et 10 μmol/L d’ionomycine. Des microgouttes ont été recouvertes d’huile de culture et équilibrées pendant la nuit.

Groupes expérimentaux et calendrier d’activation

Les ovocytes MII ont été répartis en groupes :

1. Premier cycle

   • SrCl₂ seul (n = 4) : Exposition immédiate post-ICSI pendant 1 heure.
   • Ionomycine seule (n = 5) : Exposition 1 heure post-ICSI pendant 10 minutes.
   • SrCl₂ + ionomycine (n = 4) : Exposition séquentielle au SrCl₂ (1 heure) puis à l’ionomycine (10 minutes).

2. Deuxième cycle

   • Ionomycine seule (n = 7)
   • SrCl₂ + ionomycine (n = 7)

Après activation, la fécondation (présence de deux pronoyaux) et le développement embryonnaire ont été évalués via imagerie time-lapse.

Résultats

Premier cycle

• SrCl₂ seul : Aucune fécondation (0/4).
• Ionomycine seule : Un ovocyte fécondé (1/5), formant un embryon de mauvaise qualité, abandonné au jour 3.
• SrCl₂ + ionomycine : Deux ovocytes fécondés (2/4), donnant des embryons de qualité moyenne cryoconservés au jour 3.

Après décongélation et transfert, aucune grossesse n’a été obtenue.

Deuxième cycle

• Ionomycine seule : Un ovocyte fécondé (1/7), conduisant à un embryon de qualité moyenne.
• SrCl₂ + ionomycine : Cinq ovocytes fécondés (5/7), générant deux embryons optimaux et trois de qualité moyenne.

Le transfert de deux embryons optimaux a induit une augmentation de l’hCG sérique à 922,62 mUI/mL 13 jours post-transfert, confirmant la grossesse. L’échographie à 32 jours a révélé un sac gestationnel viable avec activité cardiaque fœtale. L’accouchement, sans complication, a abouti à la naissance d’un enfant en bonne santé, sans anomalie congénitale.

Mécanismes et efficacité comparative

Limites de l’AOA conventionnelle

Le SrCl₂, bien qu’efficace chez les rongeurs, génère des signaux calciques sous-optimaux chez l’humain. Les ovocytes murins exposés au SrCl₂ présentent des oscillations prolongées, contrairement aux ovocytes humains où seule une élévation graduelle est observée. Cette divergence pourrait s’expliquer par des taux d’ATP plus bas chez l’humain, altérant les mécanismes de libération du Ca²⁺.

Synergie des stimulateurs doubles

L’ionomycine, un ionophore calcique, induit un influx extracellulaire rapide de Ca²⁺, produisant un pic transitoire. Combiné au SrCl₂—prolongeant les signaux calciques de faible amplitude—ce protocole assure une exposition cumulative au Ca²⁺. Cette synergie comble les insuffisances des stimulateurs individuels, améliorant l’exocytose des granules corticaux et la reprise du cycle cellulaire.

Des études murines antérieures soutiennent cette approche, montrant que les stimulateurs doubles améliorent l’activation et le développement embryonnaire comparé à un agent unique. Cette étude étend ces résultats à l’humain, avec un taux de fécondation supérieur (71,4 % avec double stimulation vs 14,3 % avec ionomycine seule) et une meilleure qualité embryonnaire.

Considérations de sécurité

La sécurité de l’AOA reste primordiale. Les données actuelles ne montrent pas de risque accru de malformations congénitales avec l’ionomycine ou le SrCl₂. Ces résultats sont confirmés ici, avec un enfant né en bonne santé. Cependant, un suivi à long terme est nécessaire pour éliminer tout effet épigénétique ou développemental.

Implications cliniques

Ce protocole de double stimulation offre une option viable pour les couples en échec de fécondation réfractaire. En ajustant la dynamique des signaux calciques, les cliniciens peuvent optimiser l’activation ovocytaire, particulièrement en cas d’OAD sévère. La flexibilité du protocole—adaptation des doses et du calendrier—renforce son applicabilité.

Conclusion

Cette étude rapporte la première naissance vivante après AOA utilisant SrCl₂ et ionomycine. L’intégration de mécanismes calciques complémentaires a permis des taux de fécondation et de développement embryonnaire inaccessibles avec un seul stimulateur. Ces résultats soulignent l’importance de la durée et de l’amplitude des signaux calciques dans l’activation ovocytaire, offrant une base mécaniste pour affiner les protocoles d’ART. Des études ultérieures devront valider ces résultats sur de plus grandes cohortes, évaluer le devenir néonatal à long terme et explorer les voies moléculaires sous-jacentes à l’activation calcique.

doi.org/10.1097/CM9.0000000000002407