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Vidéo de la leçon : Reproduction artificielle Biologie

Dans cette vidéo, nous allons découvrir le processus de formation des bébés-éprouvettes (FIV) et de transfert de noyau, et expliquer le rôle des banques de gamètes dans la reproduction artificielle.

13:00

Transcription de vidéo

Dans cette vidéo, nous allons découvrir la reproduction artificielle, ou assistée, et le processus de fécondation in vitro. Nous allons également découvrir le rôle des banques de gamètes et comment elles peuvent être utilisées pour préserver les gamètes, c’est-à-dire les spermatozoïdes ou les ovules. Nous verrons ensuite comment le transfert de noyau de cellules somatiques peut être utilisé pour cloner des organismes. Laissons donc un peu d’intimité à M. spermatozoïde et à Mme ovule, et commençons cette leçon.

La procréation ou reproduction assistée, aussi dite artificielle, est l’utilisation de la technologie médicale pour permettre une grossesse. Elle est principalement utilisée pour aider à traiter l’infertilité. L’infertilité est un trouble qui empêche la grossesse malgré des tentatives répétées de conception. Il y a de nombreuses raisons possibles. Par exemple, normalement dans le système reproducteur féminin, un ovule est libéré de l’ovaire puis traverse le tube utérin, où il peut rencontrer un spermatozoïde après un rapport sexuel. Ce spermatozoïde peut alors féconder l’ovule. Rappelez-vous que la fécondation est le processus au cours duquel un ovule et un spermatozoïde fusionnent pour former un embryon. Cet embryon peut ensuite s’implanter dans la paroi utérine, entraînant une grossesse.

Mais que se passe-t-il si ce tube utérin est bloquée? L’ovule ne pourra donc pas le traverser, et le spermatozoïde non plus. Dans ce cas, la fécondation ne peut pas avoir lieu. Une technique appelée fécondation in vitro, ou FIV, peut alors être utilisée pour féconder l’ovule à l’extérieur du corps dans un laboratoire. Un embryon peut être formé en laboratoire et ensuite transféré dans le corps, où il peut s’implanter et entraîner une grossesse. Puisque leurs embryons sont formés hors du corps, les enfants conçus par FIV sont parfois appelés bébés-éprouvettes. Mais ce terme n’est plus couramment utilisé car les embryons sont rapidement transférés dans l’utérus, où ils poursuivent leur développement.

Regardons maintenant de plus près les étapes de la FIV. La première étape de la FIV est la stimulation ovarienne, lors de laquelle la femme prend des hormones afin de stimuler la production d’ovules dans les ovaires. L’un des ovaires est indiqué ici. Voyons de plus près ce qui se passe pendant la stimulation ovarienne. Les ovules se développent au sein des ovaires, dans des sacs remplis de liquide appelés follicules. Ce follicule grandit au fil du temps à mesure que l’ovule se développe. Normalement, un seul ovule arrive à maturité au cours du cycle menstruel. Cependant, le fait de prendre des hormones supplémentaires pendant la FIV peut permettre à plusieurs follicules et plusieurs ovules d’arriver à maturité.

Une fois que les follicules ont suffisamment grandi, les ovules sont prêts à être extraits. Dans un cadre médical et normalement sous anesthésie, une longue aiguille attachée à un tube à essai est insérée dans l’ovaire et dans le follicule. Cette aiguille est reliée à une pompe qui aspire le liquide folliculaire des follicules avec l’ovule qui se trouve à l’intérieur. Ce fluide folliculaire est collecté dans le tube à essai. Ces tubes à essai peuvent ensuite être vidés dans de grandes boîtes en plastique appelées boîtes de Pétri, qui sont fouillées à l’aide d’un microscope pour trouver les ovules.

Une fois les ovules collectés, l’étape suivante consiste à collecter les spermatozoïdes. Les spermatozoïdes sont contenus dans le sperme qui est collecté, après éjaculation, dans un flacon de prélèvement. Le sperme est ensuite traité afin d’enlever une grande partie du fluide et de concentrer les spermatozoïde. Une fois concentrés, les spermatozoïdes peuvent être utilisés pour la fécondation. Une fois que les spermatozoïdes et les ovules extraits, la prochaine étape de la FIV est la fusion de ces deux gamètes réalisée en laboratoire. Cela peut se faire de deux manières principales. Avec la méthode traditionnelle, les spermatozoïdes sont simplement ajoutés aux ovules dans une boîte de Pétri. Cela se fait dans des gouttes d’un liquide spécial appelé milieu de culture. Ce milieu de culture contient tous les sels et les nutriments optimaux pour la fécondation. À l’intérieur de ces gouttes, le spermatozoïde pénètre dans l’ovule et la fécondation a lieu.

L’autre méthode est l’injection intracytoplasmique de spermatozoïde, abrégée ICSI. Avec cette méthode, un spermatozoïde est placé à l’intérieur d’une petite aiguille et est injecté directement dans l’ovule. Cette seconde technique peut être utile quand il n’y a qu’un petit nombre de spermatozoïdes disponibles. Une fois que les ovules ont reçu l’injection, ils peuvent également être placés dans une boîte de Pétri. Dans les deux cas, ces boîtes de Pétri sont ensuite placées dans un incubateur chaud destiné à imiter les conditions à l’intérieur du corps humain. C’est ce qu’on appelle de la culture d’embryons. Et dans cet incubateur aux conditions idéales, les embryons vont se développer et grossir au fil du temps. Tout d’abord, l’œuf fécondé se divise en deux cellules, puis en quatre, et forme ensuite une structure spécialisée appelée blastocyste. Les blastocystes contiennent des centaines de cellules et ne mesurent qu’environ un dixième de millimètre.

Ils mettent généralement environ cinq jours à se former. La dernière étape du processus de FIV est le transfert du blastocyste dans l’utérus. Pour son transfert, l’embryon est chargé dans un cathéter. Celui-ci est ensuite placé à l’intérieur de l’utérus où l’embryon est déposé. Avec le temps, l’embryon peut s’implanter dans la paroi utérine où il peut entraîner une grossesse. La FIV a aidé de nombreux couples à surmonter la stérilité, mais ce n’est pas une garantie. Et généralement, les taux de réussite les plus élevés sont observés chez les jeunes. Pour cette raison, l’utilisation de banques de gamètes peut être très utile. Les ovules et les spermatozoïdes peuvent être congelés et conservés dans de l’azote liquide pour un stockage à long terme dans des banques dites d’ovules ou de sperme.

Le principal avantage de la banque de gamètes est de préserver la fertilité, et cela a plusieurs utilisations. Par exemple, ceux qui veulent fonder une famille plus tard afin de se concentrer sur leurs carrières peuvent préserver leur fertilité en gelant leurs gamètes. Cela implique les mêmes étapes que celles indiquées précédemment avec la stimulation ovarienne, l’extraction des ovules chez les femmes et des spermatozoïdes chez les hommes. Mais ces gamètes peuvent ensuite être traités et congelés dans de l’azote liquide. De cette façon, 10 ans plus tard, ou même encore plus tard, ils peuvent revenir et faire décongeler leurs gamètes plus jeunes et en meilleure santé et les utiliser pour une FIV avec de meilleures chances de succès.

La banque de gamètes est également utile pour les gens qui reçoivent des traitements médicaux avec lesquels il existe une possibilité de réduction de la fertilité voire de stérilité, par exemple ceux qui ont récemment été diagnostiqués d’un cancer et sont sur le point d’entamer une chimiothérapie. Le cancer est une maladie de la division cellulaire, où les cellules tumorales peuvent se diviser de manière incontrôlable. Cette division cellulaire incontrôlable peut être arrêtée par chimiothérapie. La chimiothérapie est un traitement médical qui implique l’administration de médicaments altérant la division cellulaire. Bien que les gamètes ne se divisent pas de la même manière que les cellules cancéreuses, la chimiothérapie peut quand même empêcher les gamètes de terminer leur division cellulaire. Et dans ce cas, il peut être recommandé au patient de geler ses gamètes avant de commencer une chimiothérapie.

Outre l’Homme, les animaux peuvent également bénéficier des banques de gamètes. De nombreuses espèces, comme ce panda, sont en voie d’extinction. Et sans intervention, ces espèces pourraient disparaître. Extraire leurs gamètes et les congeler peut aider à protéger leurs espèces. Supposons que, par caprice du destin, le panda s’éteigne soudainement. Nous pourrions alors utiliser les gamètes des panda et former des embryons en utilisant la FIV. Ces embryons pourraient ensuite être transférés dans une mère porteuse appropriée, comme un proche parent du panda. Et cela pourrait «ressusciter» le panda.

Cependant, ce n’est pas notre seule option pour sauver le panda. Il y existe une autre possibilité, celle de créer un clone de panda en utilisant une technologie appelée transfert de noyau de cellules somatiques. Une cellule du corps, ou cellule somatique, contient toutes les informations nécessaires pour le développement de ce panda. Celles-ci sont codées l’ADN, qui se trouve dans le noyau de la cellule. Par conséquent, il est possible de créer un clone de panda à partir de cette cellule.

Pour cette technique, il y a aussi besoin d’un ovule. Tout d’abord, nous devons isoler le noyau de la cellule somatique. Le noyau de l’ovule est ensuite retiré, on parle alors d’ovule énucléé. Puis le noyau isolé de la cellule somatique est transféré dans l’ovule énucléé. En laboratoire, cette cellule peut ensuite être stimulée en embryon, et donnera au final un bébé panda clone de celui dont provient la cellule somatique.

Tout ça ressemble un peu à de la science-fiction, mais cela a été fait avec succès chez un certain nombre d’animaux, comme la vache, la grenouille et le mouton. Vous avez peut-être déjà entendu parler de Dolly la brebis. En 1996, Dolly a été le premier mammifère jamais cloné. Cela a reçu une telle attention médiatique que Dolly était surnommée «la brebis la plus célèbre du monde». Le processus de clonage était très inefficace à l’époque et il a fallu près de 300 tentatives avant qu’il ne fonctionne avec Dolly. Dolly est décédée en 2003 pour des raisons non liées au clonage, mais son tissu a été utilisé pour créer des clones supplémentaires nommés Daisy, Debbie, Denise et Diana. En 2016, toutes étaient en vie et en bonne santé. Pour des raisons éthiques, l’application de cette technique à la reproduction humaine est interdite et son utilisation à des fins de recherche reste strictement réglementée.

Maintenant, regardons une question d’entraînement pour voir ce que nous avons appris sur la procréation assistée.

Que stocke-t-on à de très basses températures dans les banques de gamètes? Des ovules fécondés, des embryons, uniquement des spermatozoïdes, des ovules non fécondés et des spermatozoïdes ou uniquement des ovules non fécondés.

Cette question nous interroge sur les banques de gamètes et sur ce qu’elles contiennent. Une banque de gamètes est un établissement où les gamètes sont stockés à de très basses températures en utilisant, généralement, de l’azote liquide. C’est souvent utilisé comme méthode de préservation de la fertilité. Par exemple, une personne ayant récemment été diagnostiquée d’un cancer peut avoir besoin de conserver ses ovules ou ses spermatozoïdes car le traitement par chimiothérapie peut la rendre stérile. Ses gamètes peuvent être extraits puis traités et congelés soit dans une banque d’ovules, soit dans une banque de sperme. Ces gamètes peuvent être stockés longtemps dans ces conditions. Et une fois que l’individu est prêt à fonder une famille, il peut les décongeler.

Puisque ces gamètes sont en dehors du corps, une procédure spéciale appelée fécondation in vitro, ou FIV, peut être nécessaire pour féconder les ovules afin de créer des embryons. L’embryon créé au cours de la FIV peut ensuite être transféré dans l’utérus où il peut s’implanter et entraîner une grossesse. Maintenant, passons en revue les réponses possibles pour voir laquelle répond le mieux à cette question. La réponse «des ovules fécondés» n’est pas correcte car un ovule fécondé n’est pas un gamète. Bien que ceux-ci puissent être stockés dans des cliniques de FIV, les ovules fécondés ne sont généralement pas stockés dans une banque de gamètes. «Des embryons» est également incorrect car ce ne sont pas des gamètes. Ils peuvent également être congelés et stockés dans de l’azote liquide, mais c’est généralement fait en clinique de FIV et non dans une banque de gamètes.

«Uniquement des spermatozoïdes» n’est que partiellement correct: les spermatozoïdes peuvent être stockés dans des banques de sperme, qui sont un type de banque de gamètes, mais les ovules peuvent également être stockés dans des banques de gamètes. Voyons donc s’il y a une meilleure réponse. «Des ovules non fécondés et des spermatozoïdes» semblent être un bon choix, car ce sont tous deux des gamètes et ils peuvent tous deux être stockés dans des banques d’ovules ou de sperme, qui sont toutes deux des banques de gamètes. «Uniquement des ovules non fécondés» n’est que partiellement correct puisque les ovules non fécondés sont des gamètes, mais les spermatozoïdes peuvent également être stocké dans des banques de gamètes. Par conséquent, la réponse qui décrit le mieux ce qui est stocké dans les banques de gamètes est «des ovules non fécondés et des spermatozoïdes».

Revoyons quelques-uns des points essentiels que nous avons abordés dans cette vidéo. La procréation assistée est l’utilisation de technologies médicales ou scientifiques pour induire une grossesse. Chez l’Homme, elle est souvent utilisée pour traiter l’infertilité. Une procédure couramment utilisée est la fécondation in vitro, ou FIV, où la fécondation a lieu à l’extérieur du corps. Les étapes comprennent la stimulation ovarienne, l’extraction d’ovules, l’extraction de spermatozoïdes, la fécondation, la culture d’embryon et le transfert d’embryon. Nous avons également appris que les gamètes, comme les ovules et les spermatozoïdes, peuvent être stockés dans des banques de gamètes pour préserver la fertilité. Et enfin, nous avons étudié le transfert de noyau de cellules somatiques, qui est une technique pouvant être utilisée pour cloner des organismes.

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