Un test non invasif de la qualité des embryons pourrait rationaliser le traitement de la fertilité

Un test non invasif de la qualité des embryons pourrait rationaliser le traitement de la fertilité

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La fécondation in vitro (FIV), un traitement de fertilité qui consiste à féconder des ovules en laboratoire puis à les implanter dans l’utérus, est une source d’espoir pour de nombreuses personnes qui ont du mal à concevoir. Cependant, le processus en plusieurs étapes est complexe et le taux global de natalité vivante après un traitement de FIV n’est que de 20 à 40 % chez les femmes de moins de 40 ans aux États-Unis.

L’une des raisons de ce faible taux de réussite est qu’il est très difficile pour les médecins de déterminer quels embryons cultivés en laboratoire sont les plus susceptibles d’aboutir à une grossesse réussie. De nombreuses personnes recherchant une FIV doivent donc suivre plusieurs cycles de traitement.

Aujourd’hui, des scientifiques de la faculté de médecine de l’Université de Californie à San Diego ont découvert une approche non invasive qui peut être utilisée pour mieux prédire la qualité des embryons cultivés en laboratoire. La nouvelle méthode fonctionne en détectant de petites particules de matériel génétique, appelées exARN, qui sont laissées dans le milieu liquide dans lequel les jeunes embryons sont cultivés. Les résultats sont publiés dans Génomique cellulaire.

“Malheureusement, le succès de la FIV implique encore une grande part de hasard, mais c’est quelque chose que nous espérons que notre recherche pourra changer”, a déclaré le co-auteur principal H. Irene Su, MD, professeur au Département d’obstétrique, de gynécologie et des sciences de la reproduction à École de médecine de l’UC San Diego et endocrinologue de la reproduction à l’UC San Diego Health.

“À l’heure actuelle, la meilleure façon dont nous disposons pour prédire l’issue de l’embryon consiste à examiner les embryons et à mesurer leurs caractéristiques morphologiques ou à prélever certaines cellules de l’embryon pour examiner la constitution génétique, ces deux méthodes ayant des limites.”

Au lieu de s’appuyer sur des caractéristiques visuelles ou des biopsies d’embryons, la nouvelle approche fonctionne davantage comme un test sanguin en détectant des molécules dans un échantillon de liquide. Cependant, au lieu que cet échantillon provienne des embryons eux-mêmes, les chercheurs peuvent analyser les embryons en étudiant le milieu restant utilisé pour leur croissance. Cela signifie que la nouvelle approche est totalement non invasive et n’implique aucune étape supplémentaire de la part du patient.

“La FIV est déjà un véritable défi, il était donc extrêmement important pour nous que nos recherches n’interfèrent pas avec ce processus déjà délicat”, a déclaré Su. “Ce que nous avons fait s’apparente davantage à examiner ce qui reste sur un site archéologique pour nous aider à en savoir plus sur qui a vécu là-bas et ce qu’ils ont fait.”

Si l’ADN contient toutes les instructions dont nos cellules ont besoin pour se développer et fonctionner, elles ont également besoin de l’ARN, un autre type de matériel génétique, pour les aider à exécuter ces instructions. La plupart des ARN se trouvent à l’intérieur des cellules, mais certaines molécules d’ARN, appelées exARN, sont libérées par la cellule dans son environnement pendant qu’elle remplit ses diverses fonctions.

Les scientifiques ne sont toujours pas sûrs de la fonction biologique précise des exARN, mais leur découverte au début des années 2000 a ouvert de nouvelles voies dans la recherche biomédicale et la médecine, offrant un aperçu de la communication de cellule à cellule et des processus pathologiques, ainsi que de potentiels diagnostics et thérapeutiques. applications.

“Ce n’est qu’au cours de la dernière décennie que nous avons commencé à découvrir les utilisations des exARN, et il pourrait y avoir d’innombrables autres applications que nous n’avons pas encore découvertes”, a déclaré le co-auteur principal Sheng Zhong, Ph.D., professeur à l’Université de Washington. Département de bio-ingénierie de la Jacobs School of Engineering de l’UC San Diego. “Ce n’est que le début.”

En analysant l’exARN dans des milieux de culture pour des embryons à cinq stades de développement différents, les chercheurs ont identifié environ 4 000 molécules d’exARN différentes par étape. Ces exARN correspondent aux nombreux gènes différents exprimés dans les embryons à chaque stade de développement.

“Nous avons été surpris par le nombre d’exARN produits si tôt dans le développement embryonnaire et par la quantité de cette activité que nous avons pu détecter en utilisant un échantillon aussi minuscule”, a déclaré Zhong. “Il s’agit d’une approche qui nous permet d’analyser un échantillon provenant de l’extérieur d’une cellule et d’acquérir une quantité incroyable d’informations sur ce qui se passe à l’intérieur.”

Les chercheurs ont utilisé les données pour entraîner un modèle d’apprentissage automatique afin de prédire la morphologie de l’embryon en fonction des exARN qu’il produit. Ils ont découvert que leur modèle était capable de reproduire les mesures morphologiques utilisées dans les tests d’embryons actuels, ce qui suggère que les exARN étaient un prédicteur prometteur de la qualité de l’embryon.

Néanmoins, les chercheurs préviennent qu’il faudra des recherches supplémentaires pour confirmer si leur test peut être utilisé directement pour prédire les résultats positifs de la FIV, tels que des naissances réussies.

“Nous disposons de données reliant une morphologie saine à des résultats positifs de FIV, et nous avons maintenant vu que les exARN peuvent être utilisés pour prédire une bonne morphologie, mais nous devons encore tracer cette ligne finale avant que notre test ne soit prêt pour les heures de grande écoute”, a déclaré Su . “Une fois ce travail terminé, nous espérons que cela rendra le processus global de FIV plus simple, plus efficace et, à terme, moins pénible pour les familles recherchant ce traitement.”

Les co-auteurs de l’étude incluent Qiuyang Wu et Zhangming Yan de l’UC San Diego, Zixu Zhou de Genomo Inc. et Megan Connel, Gabriel Garzo, Analisa Yeo et Wei Zhang de Reproductive Partners San Diego.

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