La Fécondation (fin) La Fécondation (fin) la formation des pronucleila formation des pronuclei

J. MandelbaumJ. MandelbaumService d ’Histologie, Biologie de la Service d ’Histologie, Biologie de la

Reproduction et CytogénétiqueReproduction et Cytogénétique

Hôpital Tenon (75020)Hôpital Tenon (75020)

La formation des pronucléi (PN)La formation des pronucléi (PN)

Formation du pronucléus mâleFormation du pronucléus mâle

Perte de l ’enveloppe nucléaire du spzPerte de l ’enveloppe nucléaire du spz Décondensation de la chromatine par Décondensation de la chromatine par

rupture des ponts disulfures des rupture des ponts disulfures des protamines liées à l ’ADN ( rôle du protamines liées à l ’ADN ( rôle du glutathion réduit ovocytaire)glutathion réduit ovocytaire)

Remplacement des protamines par des Remplacement des protamines par des histones ovocytaireshistones ovocytaires

Gonflement du noyau (500 Gonflement du noyau (500 fois) qui s ’entoure d ’une fois) qui s ’entoure d ’une enveloppe nucléaire et enveloppe nucléaire et forme le PN mâle forme le PN mâle

Sous la dépendance de Sous la dépendance de

facteurs cytoplasmiques facteurs cytoplasmiques ovocytaires acquis durant ovocytaires acquis durant les phases finales de la les phases finales de la maturation( male maturation( male pronucleus growth factors : pronucleus growth factors : MPGF)MPGF)

Ch: chromatine non encore décondensée

Formation du pronucleus femelleFormation du pronucleus femelle

Les 23 chromatides restées Les 23 chromatides restées dans l ’ovocyte après dans l ’ovocyte après l ’expulsion du GP2 l ’expulsion du GP2 s ’éloignent du cortex, se s ’éloignent du cortex, se décondensent, s ’entourent décondensent, s ’entourent d ’une membrane nucléaired ’une membrane nucléaire

Le pronucléus femelle ainsi Le pronucléus femelle ainsi formé est en général plus petit formé est en général plus petit que le PN mâle, y compris chez que le PN mâle, y compris chez l ’humain (22 versus 24 l ’humain (22 versus 24 microns) .microns) .

L ’œuf fécondé ou zygote est maintenant au stade des L ’œuf fécondé ou zygote est maintenant au stade des pronucleipronuclei

Centriole du spermatozoïdeCentriole du spermatozoïde

Le spz, sauf chez la souris, Le spz, sauf chez la souris, apporte son apporte son centriole centriole proximalproximal à l ’ovocyte à l ’ovocyte

Il fonctionne comme un Il fonctionne comme un centrosome ou centre centrosome ou centre organisateur des organisateur des microtubules ( contiennent microtubules ( contiennent normalement 2 centrioles normalement 2 centrioles disposés disposés perpendiculairement)perpendiculairement)

Dans le spz, le centriole distal Dans le spz, le centriole distal a dégénéré après avoir a dégénéré après avoir organisé le flagelleorganisé le flagelle

Le spermatozoïde et le spermasterLe spermatozoïde et le spermaster

Un spermasterUn spermaster ( aster de ( aster de microtubules) se forme, à partir microtubules) se forme, à partir du centriole, dès la pénétration du du centriole, dès la pénétration du spz dans l ’ovocyte (demi fuseau spz dans l ’ovocyte (demi fuseau mitotique), attire le PN femelle mitotique), attire le PN femelle puis s ’étend et entraîne les 2 PN puis s ’étend et entraîne les 2 PN au centre de l ’œuf; disparaît en au centre de l ’œuf; disparaît en quelques heuresquelques heures

Le spermatozoïdeLe spermatozoïde est ainsi à est ainsi à l ’origine des centrioles du nouvel l ’origine des centrioles du nouvel individuindividu (car le fuseau méiotique de (car le fuseau méiotique de l ’ovocyte est dépourvu de centrioles). l ’ovocyte est dépourvu de centrioles). Toute anomalie du spermaster ou son Toute anomalie du spermaster ou son absence (microinjection de têtes absence (microinjection de têtes spermatiques isolées) aboutit à de spermatiques isolées) aboutit à de graves perturbations des mitoses graves perturbations des mitoses futures et donc de la segmentation de futures et donc de la segmentation de l ’oeufl ’oeuf

Le zygoteLe zygote

Les PN migrent, ainsi,Les PN migrent, ainsi, l ’un l ’un vers l ’autre et vers le centre vers l ’autre et vers le centre de la cellule. Ils deviennent de la cellule. Ils deviennent adjacentsadjacents

Leurs nucléolesLeurs nucléoles se polarisent se polarisent et s ’alignent le long de la zone et s ’alignent le long de la zone d ’appositiond ’apposition

La réplication de La réplication de l ’ADNl ’ADN (phase S) a lieu (phase S) a lieu dans chaque PN dans chaque PN indépendamment, indépendamment, quelques heures après quelques heures après leur formationleur formation

Le devenir des organellesLe devenir des organelles

les mitochondries paternellesles mitochondries paternelles sont sont dégradées par le cytoplasme ovocytaire dégradées par le cytoplasme ovocytaire comme toutes les structures non comme toutes les structures non nucléaires du spz. nucléaires du spz.

les mitochondries du nouvel individu les mitochondries du nouvel individu sont donc héritées de la mèresont donc héritées de la mère ( maladies ( maladies mitochondriales ). Elles participent mitochondriales ). Elles participent activement à la fécondation en activement à la fécondation en apportant , par leur regroupement, apportant , par leur regroupement, l ’énergie nécessaire au bon endroit l ’énergie nécessaire au bon endroit ( autour des PN lors de leur formation ( autour des PN lors de leur formation et de la réplication de leur ADN par et de la réplication de leur ADN par exemple)exemple)

Quand les PN se rapprochent, le centriole se place entre eux et se Quand les PN se rapprochent, le centriole se place entre eux et se duplique duplique

Il n ’y a pas fusion des PNIl n ’y a pas fusion des PN Les membranes nucléaires disparaissent ; les chromosomes Les membranes nucléaires disparaissent ; les chromosomes

paternels et maternels se condensent .paternels et maternels se condensent . les centrioles vont occuper les 2 pôles du les centrioles vont occuper les 2 pôles du premier fuseau premier fuseau

mitotiquemitotique

La syngamieLa syngamie

Les chromosomes paternels et maternels se placent Les chromosomes paternels et maternels se placent sur le fuseau de première division de segmentation sur le fuseau de première division de segmentation ((syngamiesyngamie))

La fécondation est achevée, le développement La fécondation est achevée, le développement embryonnaire commenceembryonnaire commence

Anomalies de la fécondationAnomalies de la fécondation

Zygotes à 1 PNZygotes à 1 PN résultent d ’une activation parthénogénétique de l ’ovocyterésultent d ’une activation parthénogénétique de l ’ovocyte majoritairement haploïdes (23 chromosomes)majoritairement haploïdes (23 chromosomes) ne contiennent qu ’un génome maternel et pas de centriolesne contiennent qu ’un génome maternel et pas de centrioles n ’atteignent pas le stade blastocysten ’atteignent pas le stade blastocyste

Anomalies de la fécondationAnomalies de la fécondation

Zygotes à 3 PNZygotes à 3 PN Résultent le plus souvent d ’un défaut Résultent le plus souvent d ’un défaut

de blocage de la polyspermiede blocage de la polyspermie avec avec fécondation par 2 spz et constitution fécondation par 2 spz et constitution d ’un PN femelle et de 2 PN mâles : d ’un PN femelle et de 2 PN mâles : triploïdie androgénétiquetriploïdie androgénétique (69 (69 chromosomes). chromosomes). Ils dépassent rarement la période post-Ils dépassent rarement la période post-implantatoire . implantatoire . On les retrouve dans les FCS du On les retrouve dans les FCS du premier trimestre. premier trimestre.

Peuvent aussi résulter d ’un échec Peuvent aussi résulter d ’un échec d ’achèvement de la méiosed ’achèvement de la méiose et et d ’expulsion du GP2 avec formation d ’expulsion du GP2 avec formation d ’un PN mâle et de 2 PN femelles: d ’un PN mâle et de 2 PN femelles: triploïdie gynogénétiquetriploïdie gynogénétique

La Fécondation in vitro ( FIV)La Fécondation in vitro ( FIV) C ’est grâce à l ’essor de la FIV C ’est grâce à l ’essor de la FIV

qu ’ont pu être précisés , dans qu ’ont pu être précisés , dans l ’espèce humaine, l ’aspect et l ’espèce humaine, l ’aspect et l ’évolution de l ’embryon au l ’évolution de l ’embryon au cours de la première semaine de cours de la première semaine de développement : développement : embryon embryon préimplantatoirepréimplantatoire

Initialement traitement des Initialement traitement des stérilités tubaires :1978 stérilités tubaires :1978 naissance de Louise Brown naissance de Louise Brown ( Bob Edwards ; P. Steptoe). ( Bob Edwards ; P. Steptoe).

Extension des indications: Extension des indications: stérilités masculines, stérilités masculines, idiopathiques, insuffisances idiopathiques, insuffisances ovariennes ( don d ’ovocytes)ovariennes ( don d ’ovocytes)

Près de 50 000 ponctions Près de 50 000 ponctions annuelles en France; 18 à 20 % annuelles en France; 18 à 20 % de naissances / ponctionde naissances / ponction

La Fécondation assistée par microinjection d ’un spz dans le La Fécondation assistée par microinjection d ’un spz dans le cytoplasme de l ’ovocyte (IntraCytoplasmicSpermInjection ICSI)cytoplasme de l ’ovocyte (IntraCytoplasmicSpermInjection ICSI)

Premières naissances en 1992Premières naissances en 1992 L ’ICSI révolutionne le L ’ICSI révolutionne le

traitements des stérilités traitements des stérilités masculines et peut se masculines et peut se pratiquer avec des spz pratiquer avec des spz éjaculés ou prélevés dans éjaculés ou prélevés dans l ’épididyme ( azoospermie l ’épididyme ( azoospermie excrétoire ) ou les testicules excrétoire ) ou les testicules (azoospermie sécrétoire)(azoospermie sécrétoire)

Taux de fécondation Taux de fécondation identiques à ceux obtenus identiques à ceux obtenus avec sperme normalavec sperme normal