Les scientifiques comprennent pourquoi tant d’embryons FIV ne se développent pas

Ce n’est pas parce qu’un ovule humain est fécondé que l’embryon survivra jusqu’à la naissance. Dans les premières semaines de la conception, beaucoup de choses peuvent encore mal tourner.

Lorsqu’un ovule fécondé commence à se diviser, il doit dupliquer l’ensemble de son génome – c’est-à-dire toutes les instructions de l’ADN stockées dans la cellule – afin que chacune des deux cellules résultantes puisse en recevoir une copie exacte. Ce processus doit être répété de manière immaculée à chaque fois qu’une cellule se divise.

Mais parfois, il arrive qu’un chromosome manque ou qu’une copie supplémentaire soit créée.

Les scientifiques ne savent toujours pas pourquoi cela se produit si fréquemment dans les embryons précoces, mais ils sont en train de percer le mystère.

“La duplication du génome est une tâche difficile pour l’embryon précoce”, explique Dieter Egli, biologiste cellulaire de l’université Columbia.

La reproduction humaine est loin d’être parfaite. Au cours des premières semaines de la fécondation naturelle, un pourcentage important mais controversé d’embryons ne s’implante pas dans la paroi de l’utérus.

La fécondation in vitro, où l’ovule est fécondé en laboratoire, est encore plus inefficace. Selon l’âge de la personne, entre 4 et 50 % des ovules fécondés artificiellement s’implantent effectivement et parviennent à la naissance.

En laboratoire, la plupart des ovules fécondés cessent de se développer après quelques jours, et environ 60 % d’entre eux présentent un nombre anormal de chromosomes.

Ces anomalies chromosomiques sont une cause majeure d’échec du développement des embryons humains, mais les origines de ces erreurs génétiques précoces ne sont pas bien comprises.

On pense que les erreurs de réplication des chromosomes se produisent au cours des dernières étapes de la réplication, au moment où la cellule est séparée en deux cellules filles identiques – un chromosome se retrouve dans la mauvaise cellule, laissant deux copies dans une cellule et un chromosome manquant dans l’autre.

Mais une nouvelle étude suggère que le problème peut commencer encore plus tôt.

Les chercheurs pensent que certaines anomalies chromosomiques peuvent survenir dès les premières étapes de la division cellulaire, lorsque la cellule est encore en train de dupliquer son matériel génétique. En laboratoire, les chercheurs ont constaté que des embryons humains cultivés dans des boîtes de Pétri présentaient déjà des signes de dommages spontanés à l’ADN avant même que les cellules ne se soient correctement divisées.

Les sites génétiques qui ne sont pas correctement répliqués peuvent provoquer la rupture ou la fragmentation d’un chromosome. Plus rarement, les erreurs de réplication ont un impact sur le mécanisme qui sépare les chromosomes, entraînant un nombre erroné de chromosomes dans chaque cellule fille résultante.

La division cellulaire suivante pourrait alors perpétuer ces erreurs. Et si les erreurs se retrouvent dans un nombre suffisant de cellules, elles peuvent conduire à la mort de l’embryon.

Les chercheurs ne sont pas encore sûrs de ce qui déclenche initialement les dommages spontanés de l’ADN, mais ils pensent que cela a quelque chose à voir avec les obstacles autour de l’ADN, comme l’interférence des molécules qui sont responsables de l’activation et de la désactivation des gènes.

Une rupture spontanée du double brin, par exemple, pourrait ralentir ou bloquer la division cellulaire, entraînant des anomalies chromosomiques. Les auteurs ne peuvent toutefois pas savoir si ces modifications étaient présentes dans l’ovule ou le sperme avant la fécondation, ou si elles sont apparues après.

“Ce point a été largement négligé dans les études précédentes, car pourquoi l’embryon laisserait-il l’intégrité du génome être compromise alors qu’il s’agit d’une condition essentielle au développement normal”, explique Egli.

Si les chercheurs parviennent à déterminer les signes de détérioration de l’ADN à rechercher dans un embryon précoce, la FIV pourrait un jour devenir beaucoup plus efficace. Si la cellule ne duplique pas correctement son ADN dès les premières étapes de la division cellulaire, elle ne mérite probablement pas d’être implantée.

“De nombreuses femmes qui suivent un traitement de fertilité ont besoin de plusieurs cycles de FIV pour tomber enceintes, et certaines ne tombent jamais enceintes”, explique Jenna Turocy, spécialiste de la fertilité à l’université Columbia.

“Non seulement cela coûte énormément cher, mais c’est aussi émotionnellement éprouvant”

Les auteurs espèrent qu’un jour, ils pourront faire de la procréation assistée un processus moins déchirant pour les futurs parents.

L’étude a été publiée dans la revue Cell.