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l , a cong lation d'embryons humains : une d cennie franchie J. MANDELBAUM ~ RF:SUMf: La cong~lation de l'embryon humain, plus de dix ans apr~s la premiere naissance obtenue en 1984 en Australie, apr@s trans- fert d'un embryon congel~, est largement utilis~e compl@mentai- rement ~ la HV pour limiter le risque des grossesses multiples. C'est le plus souvent au stade d'embryons cliv@s de 2 ou 3 jours qu'a lieu la cong~lation et le protocole le plus employ~ associe deux cryoprotecteurs : le propanediol et le sucrose. Globale- ment, 70 % des embryons r~sistent au r~chauffement en conser- vant au rnoins la moiti@ de leur capital blastom@rique intact et 8 % d'entre eux s'implantent donnant un taux de grossesse cli- nique de 15 ~ 20 % apr@s transfert de deux embryons en moyenne. L'@volutivit~ des grossesses ne diff@re pas notablement de celle observ~e lors des grossesses issues de transferts d'embryons frais et 75 % d'entre elles vont ~ terme, tandis que le taux d'anoma- lies des enfants n@s ne d@passe pas 2 %. Un cycle de HV avec cryoconservation embryonnaire permet ainsi d'obtenir 8 % de naissances additionnelles et il est possible de conserver les embryons durant cinq ans au moins, sans altO- rer leur viabilitY. II est possible de congeler ~galement l'6euf f@cond@ au stade des pronuclei avec des r@sultats similaires. La cong@lation du blastocyste est, elle aussi, performante, £~ condi- tion d'utiliser comme cryoprotecteur le glycerol et de disposer d'un proc~d~ de culture prolong@ optimal de l'embryon humain que ce soit grace ~ l'incubation sur tapis cellulaire ou ~ Fad@qua- tion des milieux. Peu d'innovation des techniques cryobiolo- giques ont ~t~ propos~es ces derni@res ann@es. La derni@re en date, ou cong@lation ultrarapide, n'a pas @t@ plus performante que les techniques conventionnelles et ne s'est gu~re d@velopp~e. MOTS-CL~:S cong@lation embryon humain - blastocyste - zygote - vitrifica- tion - f~condation in vitro (FIV). SUMMARY Embryo freezing, more than ten years after the first birth that occurred in 1984, in Australia, from a frozen embryo is widely used as a necessary part of lVF programs to limit the risk of mul- tiple pregnancies. Cryopreservation is usually performed on young cleaved embryos with a procedure combining two cryopro- tective agents : propanediol and sucrose. On average, 70% embryos afford thawing while keeping at least half of their cells undestroyed and 8 % do implant leading to 15 to 20 % clinical pregnancies after the transfer of a mean number of two embryos. Pregnancy outcome does not differ from fresh embryo transfers with 75 % births and a rate of anomalies among the new-born babies that do not exceed 2 %. A single IVF cycle with embryo cryopreservation allows obtaining 8 % additional births and it is possible to store human embryos during at least five years without any decrease in their viability. Zygote freezing at the pronuclear stage gives similar results. Blastocyst freezing is also successful with glycerol as cryoprotec- tant and provided that there is an optimal procedure for exten- ded embryo culture in vitro either on cell monolayers on in ade- quate culture media. Few cryobiological improvements have recently emerged. Ultrarapid freezing, the last one, did not work better than conventional methods and remained rarely used. KEY-WORDS cryopreservation - human embryo - blastocyst - zygote - vitrifi- cation - in vitro fertilization (IVF). Introduction En 1972, pour la premiere fois, David WHITTINGHAM prouvait que la cong~lation d'embryons de mammif~res ~tait possible en obtenant des souriceaux vivants ~ partir de morulae congel~es, r~chauff~es et transferees in utero (34). Chez l'humain, c'est en 1984 que naquit en Australie le premier individu ayant ~t~ congel~ durant sa vie embryonnaire, en i'occurrence une petite fille Zo~ (27). Depuis, la cryoconservation d'embryons, tech- nique d~riv~e de celle utilis~e en routine chez les bovins, est devenue le corollaire obligatoire de ia f~condation in vitro (FIV). En effet, afin d'am~liorer simplicitY, fiabilit~ et effica- cit~ de la FIV, on a d~velopp~ l'usage de traitements associant analogues du GnRH et gonadotrophines TIRES A PART : Mme le Dr J. MANDELBAUM Laboratoire de recherche en f~condation in vitro et biologie de la reproduction H6pital Necker 149, rue de S~vres - 75743 PARIS CEDEX 15 article regu le 20 juillet, accept~ le 14 septembre 1995. Revue frangaise des laboratoires, octobre 1995, N ° 278 73

La congélation d'embryons humains: une décennie franchie

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l ,a cong lation d'embryons humains : une d cennie franchie

J. M A N D E L B A U M ~

RF:SUMf:

La cong~lation de l 'embryon humain, plus de dix ans apr~s la premiere naissance obtenue en 1984 en Australie, apr@s trans- fert d 'un embryon congel~, est largement utilis~e compl@mentai- rement ~ la H V pour limiter le risque des grossesses multiples. C'est le plus souvent au stade d 'embryons cliv@s de 2 ou 3 jours qu'a lieu la cong~lation et le protocole le plus employ~ associe deux cryoprotecteurs : le propanediol et le sucrose. Globale- ment, 70 % des embryons r~sistent au r~chauffement en conser- vant au rnoins la moiti@ de leur capital blastom@rique intact et 8 % d'entre eux s ' implantent donnant un taux de grossesse cli- nique de 15 ~ 20 % apr@s transfert de deux embryons en moyenne.

L'@volutivit~ des grossesses ne diff@re pas notablement de celle observ~e lors des grossesses issues de transferts d 'embryons frais et 75 % d'entre elles vont ~ terme, tandis que le taux d'anoma- lies des enfants n@s ne d@passe pas 2 %.

Un cycle de H V avec cryoconservation embryonnaire permet ainsi d'obtenir 8 % de naissances additionnelles et il est possible de conserver les embryons durant cinq ans au moins, sans altO- rer leur viabilitY. II est possible de congeler ~galement l'6euf f@cond@ au stade des pronuclei avec des r@sultats similaires. La cong@lation du blastocyste est, elle aussi, performante, £~ condi- tion d'utiliser comme cryoprotecteur le glycerol et de disposer d'un proc~d~ de culture prolong@ optimal de l 'embryon humain que ce soit grace ~ l'incubation sur tapis cellulaire ou ~ Fad@qua- tion des milieux. Peu d'innovation des techniques cryobiolo- giques ont ~t~ propos~es ces derni@res ann@es. La derni@re en date, ou cong@lation ultrarapide, n'a pas @t@ plus performante que les techniques conventionnelles et ne s'est gu~re d@velopp~e.

MOTS-CL~:S

cong@lation - embryon humain - blastocyste - zygote - vitrifica- tion - f~condation in vitro (FIV).

SUMMARY

Embryo freezing, more than ten years after the first birth that occurred in 1984, in Australia, from a frozen embryo is widely used as a necessary part o f lVF programs to limit the risk o f mul- tiple pregnancies. Cryopreservation is usually per formed on young cleaved embryos with a procedure combining two cryopro- tective agents : propanediol and sucrose. On average, 70% embryos afford thawing while keeping at least half o f their cells undestroyed and 8 % do implant leading to 15 to 20 % clinical pregnancies after the transfer o f a mean number o f two embryos. Pregnancy outcome does not dif fer f rom fresh embryo transfers with 75 % births and a rate o f anomalies among the new-born babies that do not exceed 2 %. A single IVF cycle with embryo cryopreservation allows obtaining 8 % additional births and it is possible to store human embryos during at least five years without any decrease in their viability.

Zygote freezing at the pronuclear stage gives similar results. Blastocyst freezing is also successful with glycerol as cryoprotec- tant and provided that there is an optimal procedure for exten- ded embryo culture in vitro either on cell monolayers on in ade- quate culture media.

Few cryobiological improvements have recently emerged. Ultrarapid freezing, the last one, did not work better than conventional methods and remained rarely used.

KEY-WORDS

cryopreservation - human embryo - blastocyst - zygote - vitrifi- cation - in vitro fertilization (IVF).

Introduction

En 1972 , pour la premiere fois, David W H I T T I N G H A M prouvait que la cong~lation d'embryons de mammif~res ~tait possible en obtenant des souriceaux vivants ~ partir de morulae congel~es, r~chauff~es et transferees in utero (34). Chez l 'humain, c'est en 1 9 8 4 que naquit en Australie le premier individu ayant ~t~ congel~ durant sa vie embryonnaire, en i'occurrence une petite fille Zo~ (27). Depuis, la cryoconservation d'embryons, tech- nique d~riv~e de celle utilis~e en routine chez les

bovins, est devenue le corollaire obligatoire de ia f~condation in vitro (FIV). En effet, afin d'am~liorer simplicitY, fiabilit~ et effica- cit~ de la FIV, on a d~velopp~ l'usage de traitements associant analogues du GnRH et gonadotrophines

TIRES A P A R T : Mme le Dr J. M A N D E L B A U M Laboratoire de recherche en f~condation in vitro et biologie de la reproduction H6pital Necker 149, rue de S~vres - 75743 PARIS CEDEX 15

article regu le 20 juillet, accept~ le 14 septembre 1995.

Revue frangaise des laboratoires, octobre 1995, N ° 278 73

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humaines et conduisant & un d6ve loppement multifol- liculaire ovarien et au recueil de 9 ovocytes en moyenne par ponction. D6s lors, on obtient dans un tiers des cas plus d'embryons qu'il n'est raisonnable d'en transf6rer in utero, si l'on veut 6viter le risque et les dangers d'une grossesse multiple. Les embryons "surnum6raires", grfice & la cong61ation, peuvent ainsi ~tre conserv6s, solution qui s 'est impos6e & tous comme 6thiquement pr6f6rable & leur destruction et susceptible d'accroltre l'efficacit6 globale d'une tenta- tive de procr6ation m6dicalement assist6e (PMA). Apr6s plus d'une d6cennie, ce proc6d6 devenu pra- tique "de routine" chez l'humain repose sur des pro- tocoles techniques bien codifi6s qui permettent la sur- vie d'une majorit6 d'embryons et ont conduit & la naissance de milliers d'enfants dans le monde. . , au point qu'on peut se demander si l ' innovation et l'opti- misation des r6sultats est encore possible , voire m~me necessaire.

I. Les techniques' acquis et perspectives

En modulant les vitesses de refroidissement et de rechauffe- ment et en ajoutant au milieu de cong&lation des substances cryoprotectrices, on parvient ~ limiter au maximum les degfts

TABLEAU I Principaux protocoles de cong61ation - dbcong61ation

des embryons humains

....... ' ~ r ~ o ................................. ~- . . . . . . . . . EUR : ...............................

Stade embryonnaire

Solution de cong~lation

Cin&tique de refroidissement

Temp&rature de plong~e dans 1'azote liquide

R~chauffement

Dilution des cryoprotecteurs

R&f~rences

1 fl 8 celules 4 fl 8 cellules blastocyste

PROH 1.5 Mol DMSO 1.5 Mol glyc&rol 10% sucrose 0. I Mol. sucrose 0.2 Mol

1°C/rain de la temperature ambiante & - 6 ° ou - 7°C, temp&rature du seeding* manuel ou automatique

puis 0.3°C/min

_ 3 0 ° C

rapide ( 3 0 0 ° C / m i n '

par &tapes sucrose 0.2 Mol

14

-80°C

lent (8°C/min)

par 6tapes

27

- 30oc

rapide (300°C/minl

par 6tapes s u c r o s e

0.4 - - -> 0.2 Mol

2,22

Seeding : induction d'un premier cristal de glace dans le milieu extracellulaire.

TABLEAU Ii Effet du d61ai de conservation sur la viabilit6 des embryons humains

congeles - decongel6s (2 1) . . . . . .

Premi&re ann&e Deuxi&me ann&e Troisi&me ann&e Quatri&me ann&e Cinqui&me annie

507 308

59 50 53

X 2 test : a, p < 0.001 ; b, p < 0.05 ; c, BI = blastom&res intacts.

65 % 10 % 64% 67%a 9% 9%b,c 60 % 16 %b 47 %a 21%c

< 0 .01

infliges aux cellules embryonnaires qu'on veut amener & ]a temperature de l'azote liquide (-196°C) pour les conserver viables mais metaboliquement inhibees jusqu'au moment du rechauffement (tableau l).

1. Ref ro id issement lent ( 0 . 3 ° C / m i n )

L'embryon humain peut &tre congele avec succ&s selon des protocoles qui comportent comme cryoprotecteur le 1,2-pro- panediol (PROH), le dimethylsulfoxyde (DMSO) ou le glycerol. Chacun de ces cryoprotecteurs offre une efficacite optimale pour un stade particulier du developpement embryonnaire. Le PROH (1.5 M), tr&s diffusible et peu toxique, donne de bons resultats au stade des pronuclei (ou ovocyte feconde ou zygote) un jour apr&s l'ins&mination, ainsi qu'au stade d'embryon clive de 2 ~ 8 cellules (ages de 2 ou 3 jours), condition de lui associer un cryoprotecteur non diffusible, le sucrose (0.1 M) qui limite par la deshydratation qu'il entratne la formation de glace intracellulaire et contribue & la stabilite des membranes (14). Le DMSO (27) convient bien 6galement ~ ces stades pr&coces du developpement mais n&cessite un programme de refroi- dissement lent jusqu'& - 8 0 ° C et de rechauffement lent (+ 8°C/rain) d'oQ une perle de temps considerable alors qu'il n 'a pas fait la preuve d'une meilleure efficacite. Une etude randomisee recente (29) rapporte cependant de meilleurs taux de survie et d'implantation Iorsque la congelation a eu lieu en pr&sence de DMSO, reals, compare ~ d'autres publications, les resultats de ce groupe sont anormalement bas avec le pro- tocole PROH qui demeure le plus utilis~ darts le monde l'heure actuelle. En ce qui concerne les stades embryonnaires tardifs (morulae, blastocystes) l'usage du glyc&rol n'est pas conteste (2, 22). Chez l'humain, le developpement de nouveaux agents cryo- protecteurs, que ce soient des sucres, des polym&res (polyvi- nylpyrrolidone, Ficoll) (5) ou des proteines antigel comme celles provenant des poissons, a ete tr&s modeste. Parmi les facteurs importants du succ&s de la cong&lation, il faut insister sur la qualite du "seeding" ou induction d'un pre- mier cristal de glace dans le milieu extra cellulaire. II est en general r&alis& manuellement en touchant la paillette conte- nant l 'embryon & Faide d'une piece metallique prealablement refroidie darts l'azote liquide. Cependant, dans un but de sim- plification, certains congelateurs programmables avaient &t& congus, de facon ~ r~aliser un seeding automatique. Cette sophistication technique s'est malheureusement souvent sol- dee par des anomalies d'induction conduisant & une reduction drastique de la survie embryonnaire (19).

2. Ref ro id issement u i t rarap ide et vi tr i f icat ion

Afin d'eviter les problemes de formation de glace intra e t /ou extra cellulaire, une alternative a ete proposee : la vitrification. Elle permet grSce & des concentrations elevees de cryoprotec- teurs de passer directement de la temperature ambiante celle de l'azote liquide. Experimentee par RALL et FAHY (25) chez l 'embryon de souris, elle a paru tr&s seduisante par sa simplicite et sa rapidite mais la toxicite des fortes concentra- lions de cryoprotecteurs en a limite l'application. Apres avoir modifie les protocoles initiaux et trouv6 un equilibre entre toxicite et efficacite, TROUNSON (28) decrivit une technique dite ultrarapide associant DMSO (2.5 ~ 4.5 M) et sucrose (0.25 ~ 0.3 M) qui permit l'obtention des premi&res nais- sances chez l'humain (6, 9). Les embryons conditionn&s dans des paillettes et au sein de la solution cryoprotective peuvent &ire plong&s directement dans l'azote liquide, lib&rant ainsi le cryobiologiste de la machine, en l'occurrence le congelateur programmable. Pourtant, les r&sultats de la cryopreservation ultrarapide n'ayant ni atteint ni depasse ceux de la congelation conventionnelle, cette nouvelle technique ne s'est pour l'instant gu&re d&veloppee.

3. De la i de conservat ion

Le but de la congelation embryonnaire est d'assurer & chaque couple entrant dans un programme de FIV le maximum de chances d'obtenir une ou plusieurs naissances & partir d'un

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seul recueil ovocytaire et ce, m~me apr&s plusieurs annfies de conservation. Nous avons analys~ le devenir de 977 embryons issus de FIV, ag4s de 2 jours, congel4s en 1986 et 1987 et d&congel~s apr&s des p&riodes variables de stockage dans l'azote liquide, de 1 ~ 5 ans (21). Nous n'avons observ~ aucune diminution de la viabilit~ des embryons ayant conserv~ au moins la moiti~ de leurs blastom~res intacts apr&s d&ong~lation et ce quelle que soit la dur4e de cong~lation (tableau II). Le pourcentage d'embryons conservant ce capital blastom4rique fitait lfig~re- ment mais significativement abaiss& sur cette petite sfirie apr&s la quatri~me ann~e, ce qui re&rite des &tudes &largies, mais ne semble pas avoir ~t& retrouv& par d'autres (1, 16) et ne contredit pas la conclusion selon laquelle l'embryon humain qui r~siste g la cong~lation-d6cong~lation conserve intactes ses potentialit~s de d&veloppement pendant au moins les cinq premi&res ann&es de conservation.

2. Les embryons • y a-t'il un stade privil6gi6

pour la cong61ation embryonnaire ?

1. Le stade des pronuclei L'ovocyte f&ond~, au stade des pronuclei (PN), peut ~tre congel~ en PROH-sucrose avec la m~me efficacit~ que les embryons cliv&s de 2 ou 3 jours. Les taux d'implantation par embryon d4congel~ sont respectivement de 6.3 et 6 % selon la litt4rature (20). II semble cependant important de respecter une chronologie pr&cise Iors de la congNation des zygotes, afin d'4viter les risques li~s au refroidissement de cette ceUule unique Iors des p&riodes critiques off elle poss&de des struc- tures fusoriales (fuseau de migration des PN, fuseau de pre- miere mitose) ou synth~tise du DNA ; le moment optimal semble se situer 20 a 22 heures apr&s l'ins~mination. Peu d'&tudes comparatives {3) font &tat d'une meilleure efficacit~ de la cong&lation des pronuclei qui compenserait ses d~savan- tages : contrainte chronologique et impossibilit& de s61ection- net le jour du transfert, qui a lieu ~ J2 ou J3 post-ins4mination (IA), les embryons destines ~ ~tre congel~s de ceux qui seront transforms imm~diatement.

m&res 2 jours apr~s l'ins~mination, de 4 8 8 cellules, 3 jours post-IA, en fonction de leur rapidit~ intrins~que de division. En se fondant sur notre exp4rience de cong~lation des embryons cliv~s en PROH-sucrose (17, 18, 21) (H6pital Necker, Tenon, S~vres et Clinique de la Muette), nous pou- vons observer les r&sultats d'une large s&rie sur 8 ans d'activit~ de 1986 & d~cembre 1993. Ainsi, 97 % des embryons surnum~raires transf~rables ont 4t~ congel~s ; seuls 3 % pr~sentaient un aspect irr~gulier ou un degr~ de fragmentation qui aurait fit& incompatible avec une r6sistance correcte ~ la cryopr~servation. Au cours de cette p&iode, 3 852 cycles de d4cong41ation ont ~t4 r~alis~es aboutissant dans 90 % des cas/~ un transfert de 2.2 embryons en moyenne. Sur les I0 904 embryons d~congel~s, 7 1 % , soit pros des trois quarts des embryons congel6s, ont conserv~ apr&s r&chauffement 50 % ou plus de leurs blastom&res intacts et ont donc &t6 transf&4s. Ce sont les embryons dont on dit qu'ils ont une "survie" positive. Trois mille quatre cent cinquante neuf transferts d'embryons congel~s ont ~t4 r~alis6s durant cette p4riode et 554 gros- sesses cliniques ont 4t~ obtenues soit un taux de 16 % par transfert, avec un taux d'implantation de 8 % par embryon transfer& (633 foetus/7 709 embryons transf&&s in utero). L'~volutivit4 des grossesses est la m~me qu'en l'absence de cong41ation puisque 70 % d'entre elles ont abouti & une nais- sance et le taux d'anomalies des enfants n~s ne d4passe pas 2 % (8 sur les 407 enfants dont les caract4ristiques/~ la nais- sance ont &t~ parfaitement document&es). - On conna~t bien maintenant certains des param&tres intrin- s~ques qui vont conditionner la congNabilit& de l'embryon cliv~ pr~coce (21). Le plus important semble ~tre son aspect morphologique initial puisque 80 % des embryons ne pr~sen- tant aucun d&faut survivent compar& ~ 66 % de ceux qui ont des blastom~res in&gaux ou un certain degr~ de fragmenta- tion. D'autres param&tres semblent sans influence significa- tive : l'age embryonnaire (2 ou 3 jours), le nombre de blasto- m~res avant cong~lation, le fair d'avoir ~t& obtenu apr~s microinjection et par voie de cons4quence r4alisation d'une br&che minime dans la zone pellucide (30). - La viabilit~ de l'embryon d~congel& est, elle, directement corr~l&e au capital blastom&ique conserv~ apr~s r&chauffe- ment et seules de rares grossesses ont fit4 d4crites apr&s trans- fert d'embryons ayant moins de la moiti~ de leurs blastom~res intacts : leurs chances d'implantation sont alors inf~rieures 2 % (21).

2. L'embryon cliv6 C'est donc en g~n~ral le jour du transfert que les embryons surnum~raires sont congel~s, lls pr&sentent de 2 /~ 6 blasto-

3 . L e blastocyste Les travaux de J. COHEN (2) avaient montr~ qu'il ~tait pos- sible de congeler le blastocyste humain avec de bons r6sultats,

T A B L E A U 111

C o n g 6 1 a t i o n d u b l a s t o c y s t e hurna i n

' glycerol ( 6 ~tapes) glyc&ol ( 6 ~tapes) glycfirol (2 6tapes) glycerol (2 ~tapes) glycerol (2 ~tapes) , ~ + sucrose + sucrose + sucrose

27 207 so

44 379 289 98 175

52 % 52 % 75 % 100 % 88 %

26 % 6 % 14 % 13 % 26 %

18 % 5 % 6 % 12 % 16 %

23 % 25 % 56 % 52 % 49 %

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en utilisant le glycerol comme cryoprotecteur. Le taux de grossesse par transfert atteignait 3 1 % sur une petite s~rie de 18 cas o~ 35 % des embryons replaces in utero s'~taient implant,s. Cependant, seuls 52 % des blastocystes d~congel~s avaient r~sist~ au froid et seuls 23 % des embryons cultiv~s durant 5 jours avaient donn~ des blastocystes. C'est bien l& que r~sidait le probl~me rencontr~ par toutes les ~quipes : 20

30 % & peine des embryons humains, cultiv~s 5 ~ 6 jours dans les conditions classiques, ~taient capables d'une organi- sation blastocytaire normale. Leur cryoconservation, en revanche, n'aboutissait pas & des r~sultats plus performants que ceux des embryons jeunes (10). Depuis l'utilisation des techniques de culture sur tapis cellulaires (22), on peut obtenir 50 & 60 % de blastocystes au bout de 5 jours de culture et un regain d'int~r~t s'est manifest~ pour le transfert et la cong~la- tion de l'embryon humain & ces stades tardifs (tableau III). Le protocole cryobiologique a ~t~ l~g~rement modifi~ (22) par l'exposition au glycerol en deux ~tapes au lieu de six jusqu'~ atteindre une concentration finale de 10 % et par l'addition de sucrose (0.2 M) au second bain de cong~lation. La d~cong~la- tion s'effectue classiquement par l'~limination progressive du glycerol puis du sucrose. Environ 80 % des blastocystes survi- vent ~ la cryopr~servation et s'implantent dans 8 & 18 % des cas (8, 11, 22). Faut-il d~sormais congeler tousles embryons humains & ce stade de d~veloppement ? Certains pensent qu'ainsi on s~lectionne les embryons les plus viables, qu'on r~duit le nombre total des embryons conserves dans les bonbonnes d'azote liquide, qu'on permet & certains embryons non congelables & J2 de prouver leur viabilit~ et qu'on r~alise un transfert plus physiologique durant la p~riode de r~ceptivit~ endom~triale. Pour l'instant, cependant, l'effica- cit~ de la cong~lation du blastocyste n'a pas fait la preuve de sa sup~riorit~ par rapport & celle des embryons plus jeunes, elle alourdit la charge de travail du laboratoire et comporte l'inconv~nient de n~cessiter l'utilisation de tapis cellulaires le plus souvent d'origine animale, comme les cellules ~pith~liales de rein de singe (Vero). Cependant, de nouveaux milieux de culture semblent, depuis peu, pouvoir permettre un d~velop- pement embryonnaire optimal en culture prolong~e : affaire suivre.., mais d'ores et d~j& on dispose dans l'esp~ce humaine de protocoles de cong~lation adapt~s & tous les stades du d~veloppement embryonnaire, du zygote au blastocyste, l'exception peut-~tre de la morula.

3. L'apport de la cong lation dans un programme de FlY

L'un des buts de la cryopr~servation est bien entendu d'accro~tre l'efficacit~ de la FIV en offrant la possibilit~ de r~a- liser p|usieurs cycles de transfert & partir d'un seul cycle de sti- mulation et recueil ovocytaire. II est maintenant possible, avec le recul, de juger si ce but a bien ~t~ atteint. Nos r~sultats sont concordants avec ceux des ~quipes qui ont publi~ leurs r~sultats r~trospectifs fondus non sur des estima- tions th~oriques mais sur des donn~es objectives (13, 16, 21, 24, 31, 33). Le b~n~fice de la cong~lation pour les patientes de FIV qui ont eu des embryons conserves par le froid est, quelques ann~es plus tard, d'au moins 8 % de naissanees addi- tionnelles. Ainsi, dans notre experience, en 1994, une patiente ayant b~n~fici~ au cours des ann~es 1986, 1987 et 1988 d'une FIV avec cryopr~servation a eu 27 % de chances d'obtenir une naissance unique ou multiple apr~s transfert d'embryons "frais" puis transfert d'embryons "congel~s', alors qu'elle n'aurait eu que 19 % de succ~s (taux de naissance par transfert d'embryons frais chez les patientes FIV ayant ~galement des embryons surnum~raires) si ses embryons sur- num~raires n'avaient pas ~t~ conserves. La cong~lation est ~galement devenue un des moyens de r~duire les risques d'hyperstimulation ovarienne s~v~re en dif- f~rant l'~ventualit~ d'une grossesse Iorsque la r~ponse aux

gonadotrophines est excessive. Le transfert des embryons congel~s se fera Iors d'un cycle ult~rieur, & l'abri des perturba- tions hormonales (23). Au cours du don d'ovocytes, la cong~lation de tous les embryons issus des ovocytes donn~s a ~t~ propos~e pour sim- plifier le don anonyme et ~viter la synchronisation des cycles de la donneuse et de la receveuse (26) ; cette ~tape suppl~- mentaire r~duit l~g~rement l'efficacit~ globale du don (15) mais pourrait devenir obligatoire pour ~viter ]es risques de transmission virale.

4. Les enfants apr s une phase de cong lation au stade embryonnaire

Plusieurs ~tudes ont rapport~ les caract~ristiques des nais- sances et des enfants n~s apr~s transferts d'embryons conge- l~s (12, 32) mais peu les ont compar~es & celles des enfants n~s apr~s transferts d'embryons frais. L'~tude du fichier FIVNAT de 1987 & 1992 a permis cette comparaison de 386 et 8 729 enfants, respectivement (7). Le taux de pr~maturit~, &nombre d'enfant ~gal, est significati- vement plus faible apr~s transfert d'embryons congel~s (16.2 % vs 30 %), de m~me que le taux d'hypotrophie. Aucune difference entre embryons "congel~s" ou "frais" n'est relev~e pour la mortalit~ in utero (11,8 % vs 11,6 %), la mor- talit~ n~onatale pr~coce (8.9 % vs 13.2 %), les anomalies majeures et mineures prenant en compte celles des avorte- ments pr~coces et celles ayant conduit & une interruption m~dicale de grossesse (2.3 % vs 3.2 % NS). En revanche, les enfants n~s apr~s cong~lation embryonnaire sont un peu moins souvent d~clar~s en bonne sant~, mais l'absence de descriptif precis des complications pr~sent~es ne permet gu~re de conclure et rien de semblable n 'a ~t~ retrouv~ dans l'~tude anglaise de WADA (32) comparant de m~me, 283 et 961 enfants n~s apr~s transferts d'embryons congel~s ou "frais". Ces conclusions sont pour le moment on ne peut plus rassu- rantes quant & l'effet de la cryopr~servation sur le devenir du conceptus. Encore faudra-t-il prouver ce qui sera, chez l'humain, difficile que cette technique est d~nu~e de tout retentissement & long terme. Chez la souris (4), si aucune dif- f~rence importante n'est notre & la na~ssance entre les souri- ceaux n~s d'embryons congel~s et les autres, on observe des particularit~s de constitution des mandibules, des disparit~s de r~sultats aux tests de comportement et neurosensoriels, une surcharge pond~rale (+ 1 1 % ) & la s~nescence, qui sont cependant d~pendantes non seulement du facteur cong~lation mais ~galement du g~notype et du sexe. La modicit~ des diffe- rences et leur variabilit~ est, de fait, plut6t rassurante. Sans doute serait-il cependant sage de contr61er les r~sultats obte- nus chez la souris et d'~tendre ce genre d'observations d'autres esp~ces animales o~ l'on peut rapidement v~rifier les retentissements de ph~nom~nes environnementaux au stade pr~implantatoire et leurs consequences sur l'individu adulte.

Conclusion

Est-on arriv~/~ un optimum en mati~re de cong~lation de l'embryon humain ? Ii faut souhaiter que non puisqu'un quart des embryons cliv~s jeunes ne r~sis- tent pas au froid et que si plus de 80 % des blasto- cystes supportent refroidissement et r~chauffement, seuls 50 % des zygotes atteignent ces stades tardifs de d~veloppement in vitro. Le progr~s viendra-t-ii d'avanc~es en cryobiologie, de l'obtention d'em- bryons de qualitY, cong~labilit~ et viabilit~ accrues ou de meilleures strategies de transfert ? Des trois sans doute.

76 Revue franqaise des laboratoires, octobre 1995, N ° 278

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