EVALUATION DE LA QUALITE DU SPERMEDANS L EXPLORATION DE L HYPOFERTILITE

Tidiane SIBY Décembre 2016

PLAN

1. RAPPEL COMPOSITION ET CARACTÉRISTIQUES DU SPERME

2. ETUDE DU SPERME

Viscosité

Ph

Volume

Mobilité

Vitalité

Spermocytogramme

Anticorps anti spermatozoïdes

3. AZOOSPERMIE

4. TEST DE MIGRATION SURVIE (TMS)

5. CONCLUSION

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COMPOSITION et CARACTERISTIQUESDU SPERME

RAPPEL SUR L’ANATOMIE DE L’APPAREIL GENITAL MASCULIN

Spermatozoïde testiculaire: naturellement non fécondant

Maturation spermatique continue

Restauration de la capacité à féconder

Maturation épididymaire –

Capacitation- Traversée du cumulus oophorus

Conséquences fonctionnelles:

Acquisition de la mobilité fléchante

Reconnaissance et liaison à la zone pellucide

Aptitude à faire la réaction acrosomique

Capacité à fusionner avec la membrane plasmique ovocytaire

RAPPEL

Le sperme est constitué :

d’une suspension concentrée de SPZ baignant dans un liquide épididymaire

de différentes sécrétions complexes provenant des organes annexes (prostate, vésicules séminales, glandes de Cowper)

Le liquide spermatique est constitué approximativement de :20% en provenance des sécrétions épididymaires et des glandes de Cowper20% en provenance de la prostate60% en provenance des vésicules séminales

Le pH de l’ensemble s’établit autour de 7,2-7,4.

CARACTERISTIQUES DU SPERME

CARACTERISTIQUES DES DIFFERENTES SECRETIONS

Dans un premier temps (contraction musculeuse prostatique) les spermatozoïdes, dilués dans le liquide prostatique donnera une suspension riche en spermatozoïdes à pH acide.

pH = 6,4

Aussitôt après, (contraction secondaire) La sécrétion des vésicules séminales se fera en dispensant un liquide pauvre en spermatozoïdes en pH alcalin.

pH = 8,2

Le résultat final donnera un mélange blanchâtre et opalescent de sécrétion à pH neutre, contenant la totalité des SPZ.

Le volume normal se situera entre 2 et 5 ml. (OMS 2010 : valeur basse 5e percentile : 1,5 ml)

Le pH = 7,2 -7,4

CARACTERISTIQUES DU SPERME

Principaux rôles du liquide séminale:

• Stockage d'inhibiteurs de la capacitation pour les spermatozoïdes

• Protection contre les radicaux libres délétères (superoxyde dismutase)

• Création d'un milieu alcalin tamponné adapté à l’environnement vaginal

• Coagulation de l'éjaculat pour le dépôt vaginal

• Mise à disposition de nutriments pour les spermatozoïdes

• Liquéfaction de l'éjaculat après 15 à 20 min à 37°C.

CARACTERISTIQUES DU SPERME

Principale cause de l’augmentation de la viscosité

Dysfonctionnement de la prostate

Diminution des protéases affectées à la liquéfaction de l'éjaculat

(fibrinolysine, fibrinogénase)

ETUDE DU SPERME

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Principales causes des anomalies de volume

Volume bas < 1,5 ml

Recueils incomplets

Agénésies des vésicules séminales

Obstructions du canal éjaculateur

Ejaculations rétrogrades : récupération du sperme dans les urines

Volume élevé > 6 ml.

Abstinence longue

Varicocèle

Inflammation/infection

ETUDE DU SPERME

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Principales causes des anomalies de pH

pH augmenté

Dysfonctionnement prostatique

pH diminué

Dysfonctionnement vésiculaire

Agénésie Vésiculo-déférentielle (ABCD)

Obstacle du canal éjaculateur

Recueils incomplets

Contamination du sperme

ETUDE DU SPERME

La MobilitéDans l’analyse du sperme, c’est l’évaluation La plus subjective.qui demande une grande habitude

Le coefficient de variation inter-techniciens Reste élevé

Des analyseurs d’images (CASA - Computer-Aided Sperm Analysis) peuvent être utilisés

Computer-Aided Sperm Analysis

ETUDE DU SPERME

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EVALUATION DE LA MOBILITE - C.A.S.A

1 logiciel de reconnaissance cinétique1 PC avec écran, Une camera vidéo

Principe :-Recherche et reconnaissance des têtes de spermatozoïdes (contraste + taille)-Mise en mémoire des coordonnées (X-Y) des têtes-Répétition de l’analyse image après image-Liaison des différentes coordonnées X-Y

-Construction des trajectoires de chaque tête analysée - synthèse

Légende

VCL vitesse curvilinéaire (en m/sec.)VSL vitesse de progression linéaireVAP vitesse sur la trajectoire moyenneALH amplitude deplac.latérale de la têteLIN linéarité de la trajectoire :VSL/VCLSTR rectitude :VSL/VAPBCF fréquence de croisement de la

trajectoire : battements/sec.WOB oscillation (VAP/VCL)

Pourquoi évaluer la Vitalité ?

1 - C’est un bon contrôle de l’évaluation de la Mobilité :

% de SPZ morts < ou = % de SPZ immobiles% de SPZ vivants > ou = % de SPZ immobiles

2- Orientation diagnostique ?

La présence d’un grand % de spermatozoïdes immobiles et vivants peut évoquer un défaut structurel du flagelle.

La présence d’un grand % de spermatozoïdes immobiles etmorts peut évoquer une pathologie au niveau de l’épididyme.

ETUDE DU SPERME

Valeurs bassesDes valeurs de références

Valeurs-seuil5 ème percentileMode d’expression

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AGGLUTINATS IMMUNOLOGIQUES : caractéristiques

•Agglutinats de quelques spermatozoïdes donnant des images Caractéristiques selon l’emplacement des auto-AC sur les SPZ•Agglutinats augmentant au cours du temps

T = x T = X + 50 mn

Tete

Queue

Queue

T+Q

T+Q

Si suspicion de la présence D’auto-anticorps anti-SPZ :Pratiquer : un Mar-test ou IBT

Les Anticorps Anti-spermatozoïdes (ACAS)

LES PRINCIPALES CAUSES :

Traumatismes des testicules :Cryptorchidies - Torsions testiculaires - Varicocèle.

Infections bactériennesInflammations chroniques du tractus génital :

E. coli, Chlamydiae, Mycoplasmes, levures, salmonelles…: peuvent présenter des antigènes de structures calquant des antigènes de surface du spermatozoïde et peuvent donc induire la formation d'anticorps

Suite de Biopsies testiculairessuite de Vasectomies

7-10% des infertilités masculinesont des ACAS

ETUDE DU SPERME

LOCALISATION ET EFFETS DELETERES des ACAS

Emis dans le liquide spermatique : IgG (anticorps neutralisants)Localisation : circulation sanguine, plasma séminal, glaire

IgA (anticorps neutralisant et agglutinants)Localisation : Muqueuses, Plasma séminal -Prostate, glaire

EffetsDans le plasma séminal, à l’éjaculation : agglutination des spermatozoïdes

Dans la glaire (IgA) : Immobilisation : Shaking phénomenon

Hypofertilité, Stérilité

ETUDE DU SPERME

Répercussions fonctionnelles des ACAS

- auto-agglutination des spermatozoïdes

- diminution de leur pénétration dans les sécrétions cervicales

(glaire)

- impact sur la capacitation et la réaction acrosomique

- diminution de la fixation à la zona pellucide

- impact sur la pénétration dans l’ovocyte

ETUDE DU SPERME

ACAS : Résultats Et incidence sur la technique d’AMP

< 50 % Test négatif

>50 % Test positif

TMS + : IIU possibleTMS - : FIV / ICSI

: ICSI

TMS = Test de Migration - Survie

(Traitement aux corticoïdes : trop d’effets secondaires.)

ETUDE DU SPERME

- MORPHOLOGIE -SPERMOCYTOGRAMME

CRITERES STRICTS DE

KRUGER, MENKVELD

(OMS 2010)

4 classes d’anomalies

Who 3ème Ed.

Who 5ème Ed.

Valeurs bassesDes valeurs de références

Valeurs-seuil5 ème percentileMode d’expression

Spermocytogramme

Exemple de Résultats

Formes typiques 5 %

Formes atypiques 95 %

Dont Anomalies :

tête 65 %

Pièce intermédiaire 55 %

Pièce principale 20 %

Reste cytoplasmique 25 %

Le total du pourcentage des anomies dépasse 100 %À cause des anomalies multiples chez certains SPZ.Intérêt de déterminer le TZI Index de teratozoospermie

Spermocytogramme

le TZI Index de teratozoospermieMenkveld et Coll., 2001 - Human Reprod., 16 : 1165-1171

C’est le nombre moyen d’anomalies (de classe) par SPZ anormal

Tête : classe AP.intermediaire : classe BP.principale : classe CReste cytoplasmique : classe D

Le calcul du TZI est alorsN(a) +N(b) + N(c) +N(d)SPZ atypiques observés

TZI max théorique = 4

Spermocytogramme

le TZI Index de teratozoospermieMenkveld et Coll., 2001 - Human Reprod., 16 : 1165-1171

Rowe et coll (2000) donne cet exemple :Avec 4% de formes normales Un TZI < 1,7 peut orienter vers une FIVUn TZI > 1,9 doit orienter vers une ICSI

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AZOOSPERMIE

la constance dans le temps, d’une absence totale de spermatozoïdes

A l’examen direct et après concentration par centrifugation.

AZOOSPERMIE EXCRETOIRE

blocage de l’émission des spermatozoïdes malgré leur production

AZOOSPERMIE SECRETOIRE

absence de production de spermatozoïde

SECRETOIRE EXCRETOIRE

FSH > N - (N??) N

Inhibine - AMH < N (C.Sertoli) N

Marqueurs BIO Quasi N Éffondrés (1 ou + ?)

SPM :Cell.Lignée SP. possible non

Biopsie, rech SPZ - à --+ + à +++

AZOOSPERMIE

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1°L'INTERROGATOIRE clinique:

Il doit rechercher :

- la notion d'un éjaculat normal ou non

et la présence ou non de spermatozoïdes quelques mois

ou années auparavant.

- Les antécédents d'infections génitales

- Les traumatismes (anciens ou récents)

- Les antécédents d'interventions chirurgicales

- Les anomalies familiales et dans la fratrie connues

- Les traitements de chimio ou radio thérapie

- Les expositions à des substances toxiques

- Les traitements hormonaux intempestifs.

ETUDE DU SPERMEAZOOSPERMIE

2° L'EXAMEN CLINIQUE :

Recherche des testicules dans les bourses

Evaluation du volume et de la consistance des testicules

Recherche d'une varicocèle clinique.

Palpation de l'épididyme :

plat ou dur - turgescent et globuleux - régulier ou en chapelet ?

Palpation du canal déférent

Observation des orifices inguinaux (hernie).

ETUDE DU SPERMEAZOOSPERMIE

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L’apport de la BIOLOGIESpermogramme(s)- Ne pas confondre azoospermie et cryptozoospermie- Fonder son diagnostic sur plusieurs spermogrammes

Marqueurs biochimiques du spermeAzoospermie excrétoire : repérage du lieu de rétention

Dosages hormonauxFSH (Cellule de Sertoli Axe hypothalamo-hypophysaire)Az. secrétoire FSH augmentée (ou normale ???)Az. secrétoire à FSH abaissée : hypogonadisme hypogonadrotropeAz. excrétoire FSH normale

Inhibine-AMH : (Présence de cellules de sertoli secrétantes)

Az. Secretoire : inhibine, AMH, abaisséesAz. Excrétoire : inhibine, AMH normales

ETUDE DU SPERMEAZOOSPERMIE

MARQUEURS DES DIFFERENTES SECRETIONSAZOOSPERMIE

EPIDIDYME (L-carnitine)

Alpha glucosidase

OMS 2010

N : >ou= à 20 mU/éjaculat

PROSTATE

Sécrétion acide pH 6,4

(Phosphatases acides, Acide

citrique)

Zinc

OMS 2010

N :>ou = à 2,4mol/éjaculat

VES. SEMINALE

Sécrétion alcaline pH 8,2 Fructose

OMS 2010

N :> ou = à 13 mol/éjaculat

Devant une diminution du volume de l’éjaculat :Une Biochimie des marqueurs spermatiques pourra aider au diagnosticd’obstruction (effondrement d’un marqueur en aval de l’obstruction)Agénésie bilatérale des canaux déférents (ABCD) :Absence des vésicules séminales couplée à une absence des canaux déférents : Azoospermie + volume spermatique faible + ph < 7 + Fructose et alpha glucosidase effondrés

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Exploration génétique

ABCD (Agénésie Bilatérale des Canaux Déférents):

Si l'anomalie est obstructive congénitale avec agénésie épididymo déférentielle

(considérée comme une forme mineure de mucoviscidose).

Caryotype sanguin + gène CFTR (mucoviscidose)

Si l'anomalie est sécrétoire, si besoin :

Recherche de micro-délétions sur le bras long du chromosome Y (gènes AZ F,a,b,c).

Avec enquête dans la Fratrie

ETUDE DU SPERMEAZOOSPERMIE

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BIOPSIE TESTICULAIRE

A manipuler avec précautions :

- Prévoir en même temps une ICSI en parallèle ou différée

Dans 1/3 des cas, Le prélèvement de fragments testiculaires permet

d’obtenir des spermatozoïdes utilisables en AMP.

• La biopsie n’est pas un geste répétitif anodin :

Risque de fibrose post-opératoire ou d’une dégradation subite d’une

spermatogénèse déjà anecdotique.

ETUDE DU SPERMEAZOOSPERMIE

Spermatozoïde testiculaire: naturellement non fécondant

Maturation spermatique continue

Restauration de la capacité à féconder

Maturation épididymaire –

Capacitation- Traversée du cumulus oophorus

Conséquences fonctionnelles:

Acquisition de la mobilité fléchante

Reconnaissance et liaison à la zone pellucide

Aptitude à faire la réaction acrosomique

Capacité à fusionner avec la membrane plasmique ovocytaire

Test de Migration Survie

Effectuer lors avec d’un spermogramme de seconde intention

Test MAJEUR

Objectif :

Mimer in vitro les étapes de sélection des spermatozoïdes lors de

la remontée dans le tractus génital féminin

Conséquences:

- filtration du plasma séminal (élimination des facteurs décapacitants)

- Remplacement par un micro-environnement favorable à l’expression

du pouvoir fécondant

Test de Migration/Survie

Intérêt

Indication thérapeutique: IIU, FIV, ICSI

Nombre Spermatozoïdes Mobiles sélectionnés, survie

Préparation des spermatozoïdes lors des tentatives

Elimination du plasma séminal (CAPACITATION)

Elimination des débris, des autres cellules (cellules inflammatoires, autres cellules

de la lignée germinale) et des spermatozoïdes morts

Elimination d’une éventuelle contamination bactérienne

CAPACITATION

Ensemble des modifications membranaires et intra-cellulaires qui rendent le spermatozoïde capable de féconder l’ovocyte

Lieu: voies génitales féminines

Phénomène réversible jusqu’à un certain point

Variabilité inter- et intra-individuelle importante; asynchronisme

Résulte de:

◦ dé-répression (séparation des spz du plasma séminal)

◦ modulation positive d’agents du tractus génital féminin

Conséquences:◦ Hyperactivation

◦ Exposition des récepteurs spermatiques

Comment sélectionner?

In vivo : sélection par le mucus cervical

In vitro : migration en gradient de densité

migration ascendante ou swim-up

Lavage

Principe:

Suspension des spermatozoïdes sélectionnés dans un milieu

- iso-osmolaire (ou hyperosmolaire)

- riche en protéines (albumine) captant le cholestérol : dit CAPACITANT

- et en substrats énergétiques (pyruvate de sodium, glucose, calcium..)

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Quelle technique de préparation du sperme choisir ?

- Celle qui est utilisée

habituellement pour Faire

les préparations d’IAC

- Avec les mêmes réactifs

et le même consommable

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Apport du TMS aux différentes situations possible

Le sperme est :

- Difficile a analyser

- Difficile à interpréter (en terme de fertilité)

- Difficile à améliorer

Conclusion(1)

1 - Difficile à analyser

Les techniques d’analyse du sperme demandent des connaissances

et un savoir faire particuliers

- Résultats « sujet-dépendant »

- Coefficients de variation importants entre 2 manipulateurs

- Variations intra-individuelles

- D’où l’importance de procédures strictes et bien définies

pour rendre des résultats crédibles et interprétables

Conclusion(2)

2 - Difficile à interpréter

Dans de nombreux cas : Grandes variations d’un

spermogramme à l’autre chez un même patient.

-> Nécessité de faire plusieurs analyses dans le temps pour

conclure

Il n’existe pas toujours de relation étroite entre les résultats

trouvés et la fertilité du couple :

- Relation entre mobilité et fertilité : oui

Difficulté d’établir des normes « serrées » qui contiennent

L’ensemble des cas « fertiles »

Conclusion(3)

3 - Difficile à Améliorer

Peu ou pas de traitements efficaces pour améliorer

significativement La qualité du sperme dans les cas suivants :

- OATS

- AC. ANTISPERMATOZOIDES

- (INFECTIONS HAUTES)

D’où l’importance croissante des techniques d’AMP :

IIU, FIV, ICSI, …..avec ou sans ponction epididymaire ou

testiculaire.

Conclusion(4)

Malgré ces nouvelles données, nous devons bien reconnaître - l'insuffisance du spermogramme dans l’exploration de l’homme infertile :

1 - Parce que cet examen n'explore pas toutes les fonctions des spermatozoïdes dans la fécondation et le développement embryonnaire précoce.

2 - Parce que, au niveau ovocytaire des mécanismes féminins de « réparation » peuvent compenser certaines anomalies spermatiques.D’où l’importance de la qualité OVOCYTAIRE

Conclusion(5)

JE VOUS REMERCIE DE

VOTRE ATTENTION