Ovocyte et microenvironnement folliculaire

Ovocyte et microenvironnement folliculaire

Pistes dโ€™amรฉlioration

Le choix de lโ€™embryon ร  transfรฉrer a une importance cruciale puisquโ€™il doit permettre de sรฉlectionner lโ€™embryon ayant le plus fort potentiel implantatoire, avec comme objectif lโ€™augmentation des probabilitรฉs de grossesse et la limitation des risques de grossesse multiple. A lโ€™heure actuelle, ce choix est basรฉ sur la morphologie et la cinรฉtique embryonnaires. Pour ce faire, la majoritรฉ des embryologistes utilisent les travaux dโ€™une rรฉunion dโ€™experts de la sociรฉtรฉ europรฉenne de reproduction humaine et dโ€™embryologie (ESHRE) sur la classification embryonnaire (Balaban, 2011).
Les embryons sont observรฉs ร  diffรฉrents temps-clรฉ. La dรฉcision de transfert est basรฉe sur des paramรจtres morphocinรฉtiques du dรฉveloppement embryonnaire comme : le stade dรฉveloppemental, la rรฉgularitรฉ embryonnaire, le taux de fragmentation, la prรฉsence ou non d’un clivage prรฉcoce, de blastomรจres multinuclรฉs, etc. Certains auteurs ont en effet dรฉmontrรฉ que la morphologie embryonnaire est clairement corrรฉlรฉe ร  la viabilitรฉ de lโ€™embryon (Meseguer, 2012).
Cependant, malgrรฉ lโ€™amรฉlioration des critรจres de sรฉlection, les taux de grossesse obtenus par transfert sont relativement faibles ; ceci montre les limites de la morphologie embryonnaire dans le choix de lโ€™embryon ร  transfรฉrer (Bromer, 2008).
De mรชme, moins de 7% des ovocytes recueillis en FIV se dรฉveloppent en embryons normaux donnant une naissance vivante (Patrizio, 2009). La morphologie ovocytaire peut รชtre รฉvaluรฉe par certains critรจres de mauvais pronostic comme les vacuoles dโ€™endocytose, lโ€™amas de SER, le bullโ€™s eye, une zone pellucide รฉpaisse ou hรฉrissรฉe, un espace pรฉivitellin รฉlargi ou granuleux, un globule polaire polylobรฉ ou fragmentรฉ โ€ฆ mais ceux-ci se rรฉvรจlent รฉgalement imparfaits.
Il devient donc essentiel de dรฉvelopper de nouvelles mรฉthodes permettant de choisir lโ€™embryon offrant la plus grande probabilitรฉ de grossesse. Plusieurs outils ont รฉtรฉ dรฉveloppรฉs rรฉcemment avec pour objectif de dรฉfinir des marqueurs prรฉdictifs de la compรฉtence ovocytaire ou du dรฉveloppement embryonnaire et qui soient : reproductibles, faciles ร  mettre en ล“uvre, rapides ร  obtenir (dรฉlai de rรฉponse compatible avec le dรฉlai du transfert embryonnaire), de faible coรปt et indรฉpendants des autres critรจres morphologiques.

Systรจme time lapse monitoring (TLM)

Les observations rรฉpรฉtรฉes apportent une meilleure comprรฉhension du dรฉveloppement de lโ€™embryon. Cependant, chaque observation implique une manipulation ร  lโ€™extรฉrieur de lโ€™incubateur avec exposition des embryons ร  des conditions environnementales non optimales. Or, les conditions de culture sont essentielles pour obtenir des rรฉsultats satisfaisants en termes de dรฉveloppement embryonnaire, de taux dโ€™implantation et de taux de grossesse (de Mouzon, 2010 ; Nygren, 2012). Ainsi, les variations de tempรฉrature et de pH provoquรฉes par les ouvertures de lโ€™incubateur pourraient avoir un effet nocif sur le dรฉveloppement embryonnaire. Le dilemme du biologiste est donc de trouver le bon รฉquilibre entre la nรฉcessitรฉ dโ€™รฉvaluer le dรฉveloppement embryonnaire et le besoin de limiter lโ€™exposition de lโ€™embryon ร  des conditions suboptimales.
Les systรจmes time lapse monitoring (TLM) consistent ร  mettre en culture les embryons dans un incubateur muni dโ€™une camรฉra photographiant les embryons ร  intervalles de temps rรฉguliers et rapprochรฉs. Contrairement ร  l’incubation classique, grรขce aux systรจmes TLM, les embryons peuvent rester dans un milieu adรฉquat tout au long de leur mise en culture. En outre, les photographies rapprochรฉes permettent d’observer tous les stades du dรฉveloppement embryonnaire et notamment dโ€™apprรฉcier toutes les รฉtapes clรฉs (formation des pronuclei, clivage prรฉcoce, etc).
En 2012, pour la premiรจre fois, une รฉtude rรฉtrospective dรฉmontre un bรฉnรฉfice du TLM en termes de taux de grossesses (Meseguer, 2012). Depuis, nombreux ont รฉtรฉ ceux qui ont tentรฉ, ร  lโ€™aide de ce systรจme, de dรฉfinir de nouveaux paramรจtres morphocinรฉtiques prรฉdictifs du bon dรฉveloppement embryonnaire (Milewski, 2015 ; Siristatidis, 2015). Malgrรฉ tout, la supรฉrioritรฉ du TLM par rapport ร  l’incubation classique reste controversรฉe, notamment du fait dโ€™un manque d’essai contrรดlรฉ randomisรฉ prospectif (Kaser, 2014). Une mรฉta-analyse rรฉcente conclut ร  lโ€™absence de diffรฉrence significative en termes de taux de naissance, de fausse couche ou de grossesse clinique entre le TLM et l’incubation embryonnaire conventionnelle (Cochrane, 2015).

Omiques

Malgrรฉ l’importance de l’analyse morpho-cinรฉtique de l’embryon, celle-ci reste insuffisante pour approcher les mรฉcanismes molรฉculaires prรฉsidant au dรฉveloppement de lโ€™embryon prรฉ-implantatoire. Le dรฉveloppement des techniques de biologie molรฉculaire et notamment des ยซ omiques ยป a permis dโ€™envisager lโ€™รฉtude ร  grande รฉchelle de marqueurs de la viabilitรฉ embryonnaire.
Lโ€™objectif est dโ€™identifier des biomarqueurs prรฉdictifs de la qualitรฉ ovocytaire et embryonnaire (Dumesic, 2015). Pour mener des รฉtudes non invasives, les marqueurs recherchรฉs appartiennent ร  diffรฉrents รฉchantillons biologiques qui ne sont pas utilisรฉs pour la suite de la procรฉdure dโ€™AMP tels que les cellules folliculeuses, le liquide folliculaire ou mรชme le milieu de culture embryonnaire. Au sein de ces diffรฉrents รฉchantillons biologiques sont dรฉveloppรฉes des mรฉthodes รฉtudiant les รฉvรจnements transcriptionnels, traductionnels et post-traductionnels.

Transcriptomique

La transcriptomique est lโ€™รฉtude de lโ€™ensemble des ARN messagers produits lors du processus de transcription du gรฉnome. La comprรฉhension du transcriptome est donc essentielle pour interprรฉter les aspects fonctionnels du gรฉnome.Cependant, la connaissance des transcrits dโ€™embryons humains est limitรฉe par lโ€™accรจs restreint ร  la recherche sur lโ€™embryon et par la quantitรฉ limitรฉe de matรฉriel gรฉnรฉtique dans un embryon. Par consรฉquent, la plupart des รฉtudes ont lieu sur des embryons surnumรฉraires. Ces embryons nโ€™รฉtant pas transfรฉrรฉs, les rรฉsultats ne peuvent pas รชtre corrรฉlรฉs avec la viabilitรฉ embryonnaire en terme de taux de grossesse. Ainsi, les rรฉsultats obtenus sont majoritairement ceux dโ€™รฉtudes animales, des rรฉsultats qui ne sont pas directement transposables chez lโ€™humain. Malgrรฉ cela, plusieurs รฉtudes retrouvent des profils dโ€™expression gรฉnique diffรฉrents entre des embryons sโ€™implantant et des embryons ne sโ€™implantant pas (El Sayed, 2006 ; Ghanem, 2011 ; Parks, 2011). Chez lโ€™homme, une seule รฉtude a permis dโ€™identifier plus de 700 transcrits qui รฉtaient uniquement exprimรฉs chez des embryons humains donnant une grossesse, confirmant ainsi lโ€™hypothรจse que lโ€™expression gรฉnique est un facteur prรฉdictif de grossesse (Jones, 2008). Les progrรจs du sรฉquenรงage nouvelle gรฉnรฉration (NGS) et des puces dโ€™hybridation gรฉnomique comparative (CGH-array) permettent de sรฉquencer lโ€™intรฉgralitรฉ du transcpriptome provenant de biopsies de trophectoderme de blastocystes. Les rรฉsultats obtenus avec les deux techniques sont concordants (Fiorentino, 2014) et il existe des diffรฉrences de transcrits entre les blastocystes donnant une naissance vivante et les blastocystes ne sโ€™implantant pas malgrรฉ une classification morphologique identique (Kirkegaard, 2015).
Plusieurs auteurs รฉtudient donc les transcrits des cellules folliculeuses car, contrairement ร  lโ€™รฉtude des embryons, il sโ€™agit dโ€™une mรฉthode non invasive pouvant reflรฉter les caractรฉristiques et la qualitรฉ ovocytaire et embryonnaire. L’รฉtude du transcriptome des cellules folliculeuses est possible grรขce ร  la qRT-PCR (quantitative reverse transcriptase-polymerase chain reaction) et grรขce aux technologies microarrays (Uyar, 2013). Il existe un lien entre du profil d’expression des cellules folliculeuses avec la maturitรฉ ovocytaire (Ouandaogo, 2011), avec le clivage prรฉcoce embryonnaire (van Montfoort, 2008), avec la qualitรฉ de l’embryon au troisiรจme jour du dรฉveloppement (Assou, 2008) et avec le potentiel implantatoire (Hamel, 2008).

Protรฉomique

La protรฉomique est une รฉtude des protรฉines ร  large รฉchelle. Le protรฉome dรฉpend directement de lโ€™รฉtat physiologique dโ€™une cellule. Lโ€™รฉtude du protรฉome va donc plus loin que la simple analyse des protรฉines et elle permet une meilleure comprรฉhension des fonctions cellulaires que la transcriptomique dans la mesure oรน presque la moitiรฉ des ARNm produits ne sont pas traduits et/ou dรฉgradรฉs avant la synthรจse protรฉique (Dumesic, 2015).
Des รฉtudes analysant la protรฉomique permettent de connaรฎtre la composition du liquide folliculaire chez des femmes fertiles (Zamah, 2015) : ร  ce jour, 480 protรฉines ont รฉtรฉ identifiรฉes par spectrophotomรฉtrie de masse dans le liquide folliculaire (Ambekar, 2013). Lโ€™รฉtude de la protรฉomique permet รฉgalement de mieux comprendre la physiopathologie de certaines des รฉtiologies fรฉminines les plus courantes dโ€™infertilitรฉ : le syndrome des ovaires polykystiques (Jarkovska, 2011 ; Ambekar, 2014), lโ€™endomรฉtriose (Lo Turco, 2013 ; Regiani, 2015). Une รฉtude a mรชme mis en place un modรจle combinant les informations apportรฉes par la protรฉomique et par le TLM afin dโ€™amรฉliorer la sรฉlection embryonnaire (Dominguez, 2015).

Mรฉtabolomique

La mรฉtabolomique รฉtudie lโ€™ensemble des mรฉtabolites dโ€™un รฉchantillon biologique. Comme dans le cas de la protรฉomique, ces rรฉsultats dรฉpendent รฉgalement de lโ€™รฉtat physiologique des cellules.
La composition du microenvironnement folliculaire est directement influencรฉe par la communication bidirectionnelle entre lโ€™ovocyte et les cellules qui lโ€™entourent. Ainsi, le liquide folliculaire est le reflet direct du dรฉveloppement ovocytaire (Dumesic, 2015), et, sa composition pourrait รชtre un facteur prรฉdictif du potentiel dรฉveloppemental ovocytaire et embryonnaire. En effet, le liquide folliculaire reflรจte lโ€™ensemble du mรฉtabolisme du follicule et il contient des molรฉcules qui sont essentielles pour la maturation ovocytaire.La coordination entre croissance ovocytaire, prolifรฉration des cellules de la granulosa et diffรฉrenciation des cellules thรฉcales est assurรฉe par des protรฉines ovocytaires de la superfamille transforming growth factor ฮฒ (TGF-ฮฒ) dont le BMP 15 (bone morphogenetic protein 15) et le GDF 9 (growth differientation factor 9). Ces protรฉines interagissent avec les cellules environnantes qui produisent ร  leur tour leurs propres facteurs paracrines (kit ligand, inhibines, activines, antimรผllerian hormone (AMH), TGFฮฑ (Sugiura, 2005 ; Gosden, 2010 ; Li, 2013) (figure 2).
Plusieurs auteurs se sont penchรฉs sur les concentrations dans le liquide folliculaire : de diffรฉrentes hormones (Reinthaller, 1987 ; Basuray, 1988 ; Enien, 1995; Mantzoros, 2000; De Placido, 2006), de facteurs de croissance (Artini, 1994 ; Chang, 2002 ; Cupisti, 2007 ; Wu, 2007 ; Wang, 2006) et de dรฉrivรฉs rรฉactifs de lโ€™oxygรจne (Attaran, 2000 ; Pasqualotto, 2004). Dโ€™autres approches enfin consisteraient ร  identifier une signature molรฉculaire du liquide folliculaire ou du milieu de culture (Seli, 2010 ; Gardner, 2001 ; Katz-Jaffe, 2006).Les corrรฉlations entre ces concentrations et le taux de fรฉcondation, ou de grossesse nโ€™รฉtaient pas toujours statistiquement significatives. Seule une รฉtude dรฉmontre des diffรฉrences de composition mรฉtabolique du liquide folliculaire chez les femmes dont lโ€™hormone chorionique gonadotrope humaine (ฮฒ-hCG) sโ€™est positivรฉe suite ร  la tentative dโ€™AMP et celles dont la ฮฒ-hCG est restรฉe nรฉgative (Wallace, 2012).

Cytokines et facteurs de croissance

La qualitรฉ ovocytaire est รฉgalement liรฉe avec le taux de cytokines et de facteurs de croissance dans le liquide folliculaire : en effet, il existe une corrรฉlation entre la qualitรฉ ovocytaire et des concentrations augmentรฉes en G-CSF (granulocyte-colony stimulating factor) (Ledee, 2010; 2011; 2013), en interleukines (IL)-12, IL-6, IL-8 et IL-18 (Sarapik, 2012; Bedaiwy, 2007), en facteur neurotrophique dรฉrivรฉ du cerveau (Wu, 2012), en BMP2 (Sugiyama, 2010). La qualitรฉ ovocytaire est รฉgalement corrรฉlรฉe avec des concentrations diminuรฉes en IL-1, IL-12 (Mendoza, 2002) et en isoforme 165 du VEGF (Savchev, 2010).
Cependant, le facteur jouant le rรดle le plus dรฉterminant de la qualitรฉ ovocytaire nโ€™a pas encore รฉtรฉ dรฉfini (Dumesic, 2015).

Ovocyte et microenvironnement folliculaire

Ovogenรจse

Lโ€™ovogenรจse reprรฉsente lโ€™ensemble des processus permettant la multiplication, la croissance et la diffรฉrenciation des cellules germinales femelles jusquโ€™au stade de lโ€™ovocyte mature. Ces phรฉnomรจnes sont sous la dรฉpendance du dialogue existant entre lโ€™ovocyte et les cellules folliculeuses. C’est un processus discontinu, se dรฉroulant de la vie fล“tale, jusqu’ร  la mรฉnopause, et se dรฉroulant selon la chronologie suivante (Thibault, 2001) (Figure 3) :
โ€ข Multiplication : Les ovogonies se multiplient par mitose pendant la vie fล“tale, et entrent en mรฉiose jusqu’au stade d’ovocyte I, bloquent en fin de prophase de premiรจre division (noyau sous forme de vรฉsicule germinative). Les ovocytes I s’associent avec les cellules pรฉrioovocytaires, pour former les follicules primordiaux.
โ€ข Croissance : Cette longue phase, dรฉbutant aprรจs la naissance et se terminant lors de la maturation finale du follicule, permet ร  lโ€™ovocyte de passer d’une taille de 35-40 ฮผm ร  une taille de 120 ฮผm de diamรจtre. Le noyau, au stade de vรฉsicule germinative, voit son diamรจtre doubler de taille. Lโ€™ovocyte est alors le siรจge de phรฉnomรจnes de transcription et de synthรจses protรฉiques intenses (ZP1, ZP2, ZP3 et protรฉines du cycle cellulaire) et de modifications cytoplasmiques (au niveau mitochondrial, de lโ€™appareil de Golgi, des granules corticaux, et de la zone pellucide). Au fur et ร  mesure de sa croissance, l’ovocyte pourra alors acquรฉrir sa compรฉtence mรฉiotique puis sa compรฉtence au dรฉveloppement, se finalisant aprรจs le pic de LH. A la fin de la phase de croissance, la chromatine se rรฉorganise au niveau pรฉrinuclรฉolaire, et les activitรฉs de transcription sโ€™estompent.
โ€ข Maturation : Elle comprend une maturation cytoplasmique, nuclรฉaire et membranaire. La maturation cytoplasmique correspond ร  la capacitรฉ de lโ€™ovocyte mature ร  subir une fรฉcondation et ร  soutenir un dรฉveloppement embryonnaire normal, grรขce ร  lโ€™accumulation de transcrits maternels. Au cours de la croissance ovocytaire, l’acquisition de la compรฉtence cytoplasmique reste difficilement apprรฉciable, en dehors de lโ€™รฉvaluation du diamรจtre de lโ€™ovocyte. Concernant la maturation nuclรฉaire, chaque mois et ce, jusquโ€™a la mรฉnopause, le pic prรฉovulatoire de LH permettra ร  un ovocyte de reprendre sa mรฉiose (mรฉtaphase I, anaphase I et tรฉlophase I). Lโ€™ovocyte expulse alors son premier globule polaire, sans subir dโ€™interphase, puis dรฉbute sa deuxiรจme division mรฉiotique jusqu’au stade de mรฉtaphase II. Seul la fรฉcondation lui permettra de terminer sa mรฉiose (anaphase II et tรฉlophase II), et d’expulser son deuxiรจme globule polaire.
Figure 3 : Schรฉma gรฉnรฉral de lโ€™ovogenรจse (Parinaud, 2013).
Au niveau molรฉculaire, lโ€™inhibition de la reprise de mรฉiose au stade de prophase I est rendue possible grรขce ร  des facteurs folliculaires comme lโ€™OMI (Oocyte meiotic inhibitor), et grรขce ร  des facteurs ovocytaires comme une concentration รฉlevรฉe en adรฉnosine monophosphate cyclique (AMPc). En revanche, la dรฉcharge ovulante de LH va bloquer la transmission du signal OMI, induire une synthรจse de Stรฉrols Activateurs de Mรฉiose (MAS) par les cellules du cumulus, une libรฉration de calcium intracellulaire, et diminuer la concentration dโ€™AMPc, permettant ainsi la reprise de la mรฉiose. Celle-ci est รฉgalement initiรฉe par un facteur cytoplasmique, le MPF (M-Phase promoting factor), qui induit la phosphorylation de diverses cibles (histones 1, lโ€™ARN polymรฉrase, protรฉines associรฉes aux microfilamentsโ€ฆ). Ces phรฉnomรจnes entrainent la rupture de la vรฉsicule germinative (GVBD), la condensation des chromosomes, le remodelage du cytosquelette pour la mise en place du fuseau mรฉiotique, ainsi que des modifications de la synthรจse protรฉique. Le maintien de lโ€™ovocyte en mรฉtaphase II est alors permis grรขce au facteur cytostatique CSF, kinase inhibant la dรฉgradation des cyclines et permettant le maintien dโ€™un taux รฉlevรฉ de MPF.

Folliculogenรจse

La folliculogenรจse correspond ร  la succession des diffรฉrentes รฉtapes du dรฉveloppement folliculaire de la sortie de la rรฉserve jusquโ€™ร  lโ€™ovulation ou lโ€™involution (Thibault, 2001). Cโ€™est un phรฉnomรจne continu ou lโ€™ovaire a une activitรฉ propre et une rรฉgulation locale, alors que lโ€™axe hypothalamo-hypophysaire ne rรฉgule, ร  partir de la pubertรฉ et de faรงon cyclique, que les รฉtapes de la folliculogenรจse terminale et de lโ€™ovulation. Lโ€™รฉvolution folliculaire la plus commune est lโ€™atrรฉsie (99.9%), puisque seulement 400 follicules iront jusquโ€™ร  lโ€™ovulation sur un stock fล“tal de 7 millions.

Diffรฉrents types histologiques de follicules

Au cours de son dรฉveloppement, un follicule passe par diffรฉrents stades (Figure 4) :
– Follicule primordial : Un follicule primordial est constituรฉ dโ€™un ovocyte bloquรฉ en fin de prophase I, et dโ€™une couche de cellules folliculeuses endothรฉliformes aplaties. Les follicules primordiaux reprรฉsentent plus de 95 % de la population folliculaire totale de lโ€™ovaire, constituant la ยซย rรฉserve ovarienneย ยป.
– Follicule primaire : Un follicule primaire est constituรฉ dโ€™un ovocyte bloquรฉ en fin de prophase I, et dโ€™une couche de cellules folliculeuses cubiques. La membrane de Slavjanski devient visible, ainsi que le premier signe de formation de la zone pellucide.
– Follicule secondaire : Ce follicule est composรฉ dโ€™un ovocyte bloquรฉ en fin de prophase I, et de plusieurs couches de cellules folliculeuses cubiques, constituant la granulosa.
– Follicule prรฉantral : Ce follicule prรฉsente un nombre supรฉrieur de couches de cellules de la granulosa, tandis que les cellules du stroma sโ€™organisent en thรจques interne et externe. C’est ร  ce stade que le follicule devient sensible aux gonadotrophines.
– Follicule tertiaire ou cavitaire ou ยซ ร  antrum ยป : A ce stade apparait une cavitรฉ riche en liquide folliculaire, lโ€™antrum. Les cellules folliculeuses sโ€™organisent en cumulus oophorus au niveau duquel fait saillie lโ€™ovocyte (la couche cellulaire interne prenant le nom de corona radiata), et en granulosa murale pour celles regroupรฉes le long de la paroi folliculaire. La thรจque interne, trรจs vascularisรฉe, est formรฉe de cellules chargรฉes d’aromatiser les androgรจnes en estrogรจnes, tandis que la thรจque externe est constituรฉe de cellules stromales.
Figure 4 : Reprรฉsentation des diffรฉrents stades de la folliculogenรจse (Gosden, 2010)

Chronologie

La folliculogenรจse suit la dynamique suivante (Figure 5) :
– Quiescence des follicules primordiaux
– Initiation de la croissance folliculaire de base
Cette รฉtape correspond au passage du stade de follicule primordial ร  primaire. Le nombre de follicules sortant de la rรฉserve par jour est proportionnel ร  la rรฉserve ovarienne. Chez une femme de 20 ans, une vingtaine de follicules par jour initient ainsi leur croissance. Lโ€™ovocyte augmente en taille, de mรชme que son noyau. A partir dโ€™une certaine taille, lโ€™envoi de signaux paracrines aux cellules pรฉri-ovocytaires entraine leur transformation en cellules cubiques, ainsi que leur multiplication. Les facteurs impliquรฉs sont notamment le Kit-Ligand et son rรฉcepteur c-kit ; tandis que lโ€™AMH, produite par les cellules de la granulosa des follicules primaires ร  antraux de 2-7 mm, exerce un rรฉtrocontrรดle nรฉgatif en inhibant lโ€™initiation de la croissance des follicules primordiaux.
– Croissance folliculaire de base
Cette phase permet le passage du stade de follicule primaire au stade de follicule ร  antrum de 2-5 mm de diamรจtre. Elle implique des facteurs ovocytaires, tels que GDF9 et BMP15, nรฉcessaires ร  la croissance des follicules primaires et ร  la formation des follicules secondaires.
– Dรฉveloppement folliculaire terminal
Cette derniรจre phase est sous la dรฉpendance des gonadotrophines, avec pour consรฉquence un impact possible des traitements de stimulation de lโ€™ovulation en FIV. D’une durรฉe de 15 jours, elle est activรฉe dรจs la rรฉgression du corps jaune du cycle prรฉcรฉdent, et permet le passage dโ€™un follicule de 2 mm de diamรจtre au stade prรฉ-ovulatoire de 20 mm, avec une multiplication intense des cellules de la granulosa. Trois รฉtapes successives sont ร  distinguer (Thibault, 2001) :
# Recrutement : Suite ร  la rรฉgression du corps jaune pendant la phase lutรฉale du cycle prรฉcรฉdent, la chute conjointe de l’ล“stradiol et de lโ€™inhibine A entraine, par rรฉtrocontrรดle, lโ€™augmentation de la FSH. Les follicules antraux recrutables, c’est-ร -dire sensibles aux gonadotrophines, entrent alors en croissance terminale, constituant une cohorte de follicules. Pendant la phase folliculaire prรฉcoce, lโ€™augmentation progressive de la FSH permet la multiplication des cellules de la granulosa, puis lโ€™acquisition sur celles-ci de rรฉcepteurs ร  FSH, induisant ainsi lโ€™expression dโ€™une activitรฉ aromatase convertissant les androgรจnes en estrogรจnes.
# Sรฉlection : En milieu de phase folliculaire, sous lโ€™effet de lโ€™augmentation progressive de lโ€™ล“stradiol et de lโ€™inhibine B secrรฉtรฉs par les follicules recrutรฉs, le taux de FSH diminue. Seuls les follicules ayant le seuil de rรฉponse ร  la FSH le plus bas (correspondant au nombre d’ovulation caractรฉristique de l’espรจce) poursuivent leur croissance.
# Dominance : Cette phase voit la croissance et la maturation du follicule prรฉovulatoire, la rรฉgression par atrรฉsie des autres follicules de la cohorte, et le blocage du recrutement de nouveaux follicules. Progressivement, le follicule passe de FSH ร  LH-dรฉpendant, par acquisition de rรฉcepteurs ร  LH sur la granulosa et pourra ainsi rรฉpondre ร  la dรฉcharge prรฉ-ovulatoire de LH.
– Ovulation
Lโ€™ovulation correspond ร  lโ€™expulsion de lโ€™ovocyte hors du follicule. L’augmentation exponentielle de la sรฉcrรฉtion dโ€™ล“stradiol par le follicule dominant exerce un rรฉtrocontrรดle positif sur la sรฉcrรฉtion de LH. L’ovulation survient alors environ 36 heures aprรจs le dรฉbut du pic de LH. De nombreux remaniements morphologiques interviennent, comprenant lโ€™arrรชt des divisions cellulaires des cellules de la granulosa, la rupture des jonctions permรฉables entre les cellules de la granulosa, la dissociation des cellules du cumulus oophorus (sรฉcrรฉtion importante dโ€™acide hyaluronique) sous lโ€™effet de facteurs ovocytaires tels que GDF 9 et BMP 15, la pรฉnรฉtration des vaisseaux dans la granulosa, la tumรฉfaction de la thรจque externe, lโ€™aplatissement des cellules de lโ€™รฉpithรฉlium ovarien, et enfin la contraction et la rupture folliculaire, avec la libรฉration du liquide folliculaire. De nombreux facteurs folliculaires ou ovocytaires sont impliquรฉs au moment de l’ovulation : l’ล“stradiol et la progestรฉrone, des facteurs intervenant sur le systรจme vasculaire et l’angiogenรจse (oxyde d’azote, endotheline, systรจme rรฉnine-angiotensine, VEGF), des protรฉases (plasmine, collagรฉnase, ADAM TS-1, cathepsine L), et des facteurs pro-inflammatoires (TNF ฮฑ, IL-1 ฮฒ, histamine, bradykinine).
Figure 5 : Folliculogenรจse, ovogenรจse et cycle ovarien

Communication bidirectionnelle ovocyte/cumulus

Il existe un dialogue intense qui s’รฉtablit entre l’ovocyte et son microenvironnement folliculaire, selon deux types de mรฉcanismes : les jonctions communicantes et les signaux paracrines. Ces รฉchanges rรฉciproques sโ€™avรจrent indispensables pour que les phรฉnomรจnes de folliculogenรจse et dโ€™ovogenรจse sโ€™effectuent de maniรจre harmonieuse et coordonnรฉe. Cet รฉchange intรฉresse principalement les cellules du cumulus, qui malgrรฉ leur origine commune, se comportent trรจs diffรฉremment des cellules de la granulosa murale. Cโ€™est ร  partir du stade tertiaire que les cellules du cumulus – composรฉes de 5 000 ร  8 000 cellules – se diffรฉrencient des cellules de la granulosa et que sโ€™intensifie le dialogue entre lโ€™ovocyte et les cellules folliculeuses. Les facteurs secrรฉtรฉs par lโ€™ovocyte (GDF9, BMP15, BMP6, et les activines) seraient ร  l’origine de cette diffรฉrenciation entre cellules du cumulus et cellules de la granulosa murale (Gilchrist, 2004 ; Diaz, 2007)

Jonctions communicantes

Les cellules de la corona radiata prรฉsentent ร  leur pรดle apical des prolongements cytoplasmiques qui traversent la zone pellucide jusquโ€™ร  lโ€™oolemme. A l’extrรฉmitรฉ se trouvent des jonctions communicantes permettant la diffusion de certaines substances, de poids molรฉculaire inferieur ร  1 kDa : ions, mรฉtabolites, seconds messagers (AMPc, GMPc), nuclรฉotides et certains acides aminรฉs (Anderson, 1976).
Structurellement, les jonctions communicantes sont formรฉes de protรฉines de la famille des connexines. Ces sous-unitรฉs protรฉiques sโ€™assemblent en hexamรจre pour former un connexon (Unger, 1999). Un connexon est constituรฉ dโ€™un seul type de connexines (connexon homomรฉrique) ou de plusieurs types combinรฉs ensemble (connexon hรฉtรฉromรฉrique). Lorsque deux extrรฉmitรฉs de connexons cylindriques provenant de cellules adjacentes se touchent, ils forment un canal intercellulaire reliant les deux cellules. Si les deux connexons sont identiques, la jonction est dite homotypique, en revanche, deux connexons diffรฉrents forment une jonction hรฉtรฉrotypique. Les connexines37 (Cx37) sont constitutives des jonctions entre lโ€™ovocyte et les cellules de la granulosa, tandis que les connexines 43 (Cx43) composent les jonctions qui se mettent en place entre les cellules de la granulosa elles mรชmes.
Au fur et ร  mesure de la croissance folliculaire, les jonctions communicantes augmentent en nombre et en dimension (Larsen, 1988). A partir de lโ€™ovulation, lors de la reprise de la mรฉiose, les prolongements cytoplasmiques se rรฉtractent et les jonctions communicantes entre lโ€™ovocyte et les cellules du cumulus disparaissent (mais persistent entre les cellules du cumulus elles-mรชmes). Cependant, lโ€™intรฉgritรฉ du complexe cumulo-ovocytaire reste indispensable pour le transport de celui-ci dans lโ€™oviducte, via des phรฉnomรจnes dโ€™adhรฉsion aux cellules รฉpithรฉliales tubaires. La rรฉgulation de la communication par lโ€™intermรฉdiaire des gap-junctions sโ€™effectue par des rรฉactions de phosphorylation des connexines, ainsi que par lโ€™endocytose et la dรฉgradation protรฉolytique des connexons.

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Table des matiรจres

Introduction
A โ€“ Assistance mรฉdicale ร  la procrรฉation (AMP)
1) Epidรฉmiologie de la fertilitรฉ:
2) Rรฉsultats actuels en AMP
3) Pistes dโ€™amรฉlioration
d- Systรจme time lapse monitoring (TLM)
e- Omiques
b1/ Transcriptomique
b2/ Protรฉomique
b3/ Mรฉtabolomique
f- Cytokines et facteurs de croissance
g- Analyse du microenvironnement folliculaire
B- Ovocyte et microenvironnement folliculaire
1) Ovogenรจse
2) Folliculogenรจse
a- Diffรฉrents types histologiques de follicules
b- Chronologie
3) Communication bidirectionnelle ovocyte/cumulus
a- Jonctions communicantes
b- Signaux paracrines
C- Mitochondrie et qualitรฉ ovocytaire/embryonnaire
1) Gรฉnรฉralitรฉs sur la mitochondrie et lโ€™ADN mitochondrial
2) Transmission maternelle ร  lโ€™embryon
3) Rรดles de la mitochondrie dans lโ€™ovogenรจse et lโ€™embryogenรจse
a- Ovogenรจse
b- Embryogenรจse
D- Cellules folliculeuses et qualitรฉ ovocytaire / embryonnaire ?
Objectif de lโ€™รฉtude
Matรฉriels & Mรฉthodes
A- Patients
1) Description de la population
2) Recrutement
3) Critรจres de sรฉlection
B- Collection รฉchantillons
C- Extraction ADN mitochondrial
D- Quantification de l’ADN mitochondrial
E- Critรจres de jugement
1) Critรจre de jugement principal : qualitรฉ embryonnaire
2) Critรจres de jugement secondaires
a- Maturitรฉ ovocytaire
b- Evolutivitรฉ embryonnaire
c- Implantation embryonnaire
F- Statistiques
Rรฉsultats
A- Caractรฉristiques de la population
B- Echantillons et quantification de l’ADN mitochondrial
C- Critรจre de jugement principal : qualitรฉ embryonnaire et ADNmt
1) Analyse univariรฉe
2) Analyse multivariรฉe
D- Critรจres de jugement secondaires
1) Analyse univariรฉe
a- Maturitรฉ embryonnaire
b- Evolutivitรฉ et implantation embryonnaire
2) Analyse multivariรฉe
a- Maturitรฉ ovocytaire
b- Evolutivitรฉ et implantation embryonnaire
E- ADN mitochondrial
1) Analyse univariรฉe
2) Analyse multivariรฉe
F- Paramรจtres spermatiques
Discussion
A- Biais et analyse critique des mรฉthodes
B- Prรฉsentation des rรฉsultats et comparaison avec dโ€™autres travaux.
1) Mitochondrie et qualitรฉ embryonnaire
2) Cellules folliculeuses et qualitรฉ embryonnaire
3) Cellules folliculeuses et critรจres de jugement secondaires
4) Facteurs de variation du taux dโ€™ADNmt moyen des cellules folliculeuses
5) Conclusion

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