G Model
GYOBFE-2644; No. of Pages 4 Gyne´cologie Obste´trique & Fertilite´ xxx (2014) xxx–xxx
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Point de vue d’expert
L’apport de la vitrification dans l’efficience de la fe´condation in vitro Contribution of embryo vitrification procedure to ART efficiency C. Sifer Service d’histologie-embryologie-cytoge´ne´tique-CECOS, centre hospitalier universitaire Jean-Verdier, Assistance Publique–Hoˆpitaux de Paris, 93140 Bondy, France
I N F O A R T I C L E
R E´ S U M E´
Historique de l’article : Rec¸u le 5 fe´vrier 2014 Accepte´ le 26 mai 2014 Disponible sur Internet le xxx
Ce travail a pour but de montrer, a` partir des donne´es disponibles dans la litte´rature et de notre propre expe´rience, comment la vitrification embryonnaire modifie et/ou ame´liore la prise en charge des couples infertiles. Cette e´tude a concerne´ 652 cycles de de´conge´lation d’embryons vitrifie´s, quel que soit le stade de de´veloppement embryonnaire pour lequel l’issue clinique e´tait documente´e. Les donne´es obtenues ont e´te´ compare´es a` une se´rie re´trospective de 1126 cycles de de´conge´lation apre`s conge´lation lente (CL). Le crite`re de jugement principal e´tait le taux de survie (TS) (% d’embryons ayant > 50 % de blastome`res intacts apre`s de´conge´lation), associe´ au taux de survie intact (TSI) (% d’embryons ayant 100 % de blastome`res intacts apre`s de´conge´lation) globalement et au stade blastocyste. Le crite`re de jugement secondaire e´tait le taux de grossesse clinique (TGC), de´fini comme la pre´sence d’un sac gestationnel intra-ute´rin avec activite´ cardiaque. Au total, 1097 et 2408 embryons ont e´te´ de´congele´s apre`s vitrification et CL. Nous avons observe´ une diffe´rence hautement significative respectivement des TS et TSI apre`s de´conge´lation des embryons vitrifie´s lorsque compare´ aux embryons de´congele´s issus d’une CL (97,0 % vs 72,7 %, p < 10 4 ; 91,5 % vs 49,8 %, p < 10 4). Par ailleurs, le TGC par cycle de de´conge´lation embryonnaire e´tait respectivement de 26,5 % (73/652) et 18,1 % (204/1126) (p = 0,0002) en faveur du groupe des embryons de´congele´s apre`s vitrification. Au stade blastocyste, le TSI e´tait significativement ame´liore´ par la vitrification compare´e a` la CL (94,5 % vs 21,4 %, p < 10 4). Dans la pe´riode d’e´tude, la vitrification a permis (i) une re´duction du nombre d’embryons transfe´re´s en frais (1,5 vs 1,6 ; p = 0,08) et (ii) une augmentation du taux de transfert d’embryons congele´s/de´congele´s au stade blastocyste, lorsque compare´ a` la pe´riode controˆle (18,1 % vs 2,5 % ; p < 10 4). La vitrification embryonnaire permet de disposer de tous les embryons d’une cohorte du fait de ses excellents re´sultats concernant le taux de survie intact, a` tous les stades du de´veloppement embryonnaire. Cette proce´dure permet une augmentation significative des taux de grossesse apre`s de´conge´lation. De plus, la vitrification embryonnaire permet a priori de tendre vers une augmentation des cycles effectue´s en culture prolonge´e. L’ame´lioration attendue du taux cumule´ de naissance au stade blastocyste par la vitrification reste cependant a` de´montrer par une e´tude prospective randomise´e. ß 2014 Elsevier Masson SAS. Tous droits re´serve´s.
Mots cle´s : Conge´lation lente Vitrification De´conge´lation Taux de survie intact Blastocyste Taux de grossesse clinique
A B S T R A C T
Keywords: Vitrification Slow freezing Thawing Intact survival rate Blastocyst Clinical pregnancy rate
This work aims to show, from data available in the literature and our own experience, how embryos’ vitrification change and/or improve the management of infertile couples. In all, 652 cycles of frozenthawed embryo transfers (FET) following vitrification were prospectively included and compared with 1126 FETs from slow freezing (SF) method. Primary end points were the (i) survival rate (SR) (% of embryos with > 50% post-thaw intact blastomeres) and (ii) intact survival rate (ISR) (% of embryos with 100% post-thaw intact blastomeres). Secondary end point was the clinical pregnancy rate (CPR) defined as the presence of an intra uterine gestational sac with positive foetal heart beat. In all, 1097 and
Adresse e-mail : [email protected] http://dx.doi.org/10.1016/j.gyobfe.2014.07.031 1297-9589/ß 2014 Elsevier Masson SAS. Tous droits re´serve´s.
Pour citer cet article : Sifer C. L’apport de la vitrification dans l’efficience de la fe´condation in vitro. Gyne´cologie Obste´trique & Fertilite´ (2014), http://dx.doi.org/10.1016/j.gyobfe.2014.07.031
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2408 embryos have been thawed following vitrification and SF, respectively. We observed a highly significant increase of SR and ISR respectively when thawing concerned vitrified embryos rather than those from SF method (97.0% vs. 72.7%, P < 10 4; 91.5% vs. 49.8%, P < 10 4). Furthermore, CPR were of 26.5% (73/ 652) and of 18.1% (204/1126) following FETs performed after vitrification or SF and thawing (P = 0.0002), respectively. At the blastocyst stage, ISR was significantly improved following vitrification compared to SF (94.5% vs. 21.4%, P < 10 4). In the study period, vitrification (i) reduced the mean number of fresh transferred embryos (1.5 vs. 1.6; P = 0.08) and (ii) increased the rate of FETs at the blastocyst stage when compared with the control period (18.1% vs 2.5%., P < 10 4). Embryo vitrification preserves all embryos from an ART cycle because of its excellent results regarding ISR at all stages of embryo development. This procedure allows a significant increase of pregnancy rates after thawing. In addition, there is a trend for increasing ART cycles performed using extended culture embryo and vitrification. The expected improvement of the cumulative birth rate at the blastocyst stage following vitrification remains to be demonstrated in a prospective randomized study. ß 2014 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.
1. Introduction L’Assistance me´dicale a` la procre´ation (AMP) est re´gie par une balance be´ne´fices/risques. Du coˆte´ du be´ne´fice, il y a e´videmment le taux de naissance d’un enfant unique et bien portant. Du coˆte´ du risque se trouvent les taux de grossesse multiple ainsi que les complications de type hyperstimulation ovarienne. Ainsi, l’e´quipe multidisciplinaire va s’accorder au juste nombre d’embryon a` transfe´rer selon l’aˆge et la qualite´ des embryons et devra tendre vers le transfert unique, notamment dans la population de bon pronostic. Ainsi pour optimiser cette balance be´ne´fices/risques, le laboratoire doit absolument maıˆtriser les processus biologiques de prise en charge des patients en AMP concernant la culture embryonnaire et la conge´lation des ovocytes/embryons surnume´raires. En effet, si on part du postulat qu’un programme de conge´lation est d’une efficacite´ me´diocre, alors l’e´quipe multidisciplinaire : augmentera le nombre d’embryons transfe´re´s en frais, peu confiant qu’il est du devenir des embryons congele´s et ; ne disposera pas de tous les embryons obtenus au terme d’un cycle de FIV/ICSI, diminuant ainsi le taux cumule´ de grossesse par ponction. Au total, sans maıˆtrise de ces processus, la balance be´ne´fices/ risques penchera ine´vitablement en faveur du risque. 2. Principaux re´sultats de la vitrification embryonnaire Le cahier des charges de la vitrification dans l’efficience d’une fe´condation in vitro est donc de faire pencher la balance en faveur du be´ne´fice par : une diminution du nombre d’embryons a` transfe´rer y compris lors du transfert frais et ; une augmentation du taux cumule´ de grossesse incluant les embryons congele´s. Pour rappel, la vitrification proce`de du principe physique lie´ au diagramme de phase de l’eau. Il s’agit pour tout e´chantillon biologique congele´ de faire passer l’eau intracellulaire d’une phase liquide vers une phase vitreuse en e´vitant, par de fortes concentrations en agents cryoprotecteurs, le passage en phase cristalline. En effet, le re´arrangement mole´culaire de l’eau concomitant de cette phase conduit a` un effet potentiellement lytique pour les cellules. Concernant la vitrification, deux syste`mes sont disponibles : les syste`mes ouverts ou l’e´chantillon biologique congele´ sera mis directement au contact de l’azote liquide (cryoloop, cryotop, cryoleaf. . .) et ;
les syste`mes ferme´s pre´sentant une se´curite´ sanitaire plus importante du fait d’un contact indirect entre l’azote liquide et l’e´chantillon biologique a` congeler (cryotip, vitrisafe, VHS kit. . .). La descente en tempe´rature, qui est un facteur e´galement tre`s important dans la survie des e´chantillons congele´s/de´congele´s, sera maximale pour les syste`mes ouverts avec une diminution de tempe´rature de 20 000 8C par minute alors que les syste`mes ferme´s permettront lorsqu’ils seront plonge´s dans l’azote liquide une vitesse de diminution de tempe´rature plus basse aux alentours de 2000 8C par minute. La premie`re me´ta analyse concernant le be´ne´fice de la vitrification embryonnaire a e´te´ publie´ en 2008 [1]. Dans cette e´tude faisant e´tat notamment de l’expe´rience des e´quipes japonaises, il e´tait montre´ que le taux de survie apre`s vitrification en syste`me ouvert e´tait significativement ame´liore´ lorsque compare´ a` celui de la conge´lation lente (CL), que ce soit au stade des embryons clive´s pre´coces (j2–j3) ou au stade blastocyste (j5–j6). Ces re´sultats ont e´te´ confirme´s en 2010 par une autre me´ta analyse montrant e´galement une ame´lioration significative a` tous les stades embryonnaires des taux de grossesses e´volutives par la vitrification en syste`me ouvert lorsque compare´e a` la CL [2]. Une e´tude re´trospective plus re´cente, incluant un nombre important de cycles, rapporte une horizontalite´ des taux de survie apre`s vitrification en syste`me ouvert, que ce soit pour les embryons au stade du 2e jour de leur de´veloppement jusqu’au stade blastocyste, avec dans tout les cas plus de 95 % de survie intact [3]. Un e´quipe belge a publie´ en 2013 le suivi re´trospectif des embryons vitrifie´s compare´s aux embryons congele´s de´congele´s en CL et a observe´ une ame´lioration significative de taux de survie passant de 39,2 % de survie intact (n = 3000 embryons de´congele´s) apre`s CL a` 77,5 % de survie intact apre`s vitrification en syste`me ferme´ pour une se´rie de 1416 embryons [4]. Les re´sultats de ces deux dernie`res e´tudes posent la question des taux de survie intact des embryons vitrifie´s compare´s entre les syste`mes ferme´s et ouverts et donc du syste`me le plus performant. Un e´le´ment de re´ponse a e´te´ tre`s re´cemment apporte´ par une e´tude prospective randomise´e analysant l’issu de plus de 200 cycles dans chaque groupe concernant : le taux de survie intact au stade blastocyste apre`s vitrification en syste`mes ouvert ou ferme´ ainsi que ; le taux de naissance par cycle de de´conge´lation [5]. Les re´sultats respectifs pour ces 2 parame`tres (84,1 % vs 82,1 % ; 41,2 % vs 41,0 %) ne montraient aucune diffe´rence significative, quel que soit le syste`me de vitrification utilise´ ce qui confirme les re´sultats pre´ce´demment publie´es en 2005 au Japon sur une se´rie re´trospective de 13 000 embryons [6].
Pour citer cet article : Sifer C. L’apport de la vitrification dans l’efficience de la fe´condation in vitro. Gyne´cologie Obste´trique & Fertilite´ (2014), http://dx.doi.org/10.1016/j.gyobfe.2014.07.031
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3. Modifications des strate´gies de transfert apporte´es par la vitrification La me´ta-analyse publie´e en 2012 dans la Cochrane Database de´montre la supe´riorite´ de la culture prolonge´e concernant le transfert frais compare´ au transfert plus pre´coce du j2–j3 [7]. Cependant, apre`s analyse des sous-groupes de randomisation, il est note´ dans cette e´tude que seuls les transferts aux stades blastocystes dans les populations de bon pronostic de´montrent une ame´lioration significative du taux de naissance. Cette notion est a` confronter aux re´sultats d’une e´tude prospective non randomise´e publie´e en 2009 [8]. Cette e´quipe montrait que le transfert frais unique au stade blastocyste ou au stade d’embryons j2/j3 aboutissait certes a` une ame´lioration significative des taux de naissance apre`s transfert a` j5/j6 mais que le taux cumule´ de naissance utilisant les embryons congele´s par CL e´tait strictement identique quel que soit le stade de de´veloppement. Les auteurs expliquent ce re´sultat par la diminution significative du taux de survie des blastocystes compare´s aux embryons du stade j2/j3. L’e´tude de Glujovsky et al. re´pertoriant l’ensemble des e´tudes prospectives randomise´e analysant le taux cumule´ de grossesses au stade blastocyste et au stade des embryons pre´coces montrait d’ailleurs la supe´riorite´ des taux de grossesses cumule´s au stade pre´coce lorsque compare´ au stade blastocyste [7]. La` aussi, l’ensemble des travaux inclus utilisait la CL. On peut ainsi penser que la vitrification, quant a` l’efficience qu’elle apporte a` une FIV, pourrait permettre a` la fois de diminuer le nombre d’embryon transfe´re´ dans une population de bon pronostic en e´tendant la culture jusqu’au stade blastocyste tout en permettant de congeler avec efficacite´ les embryons surnume´raires a` ce stade ce qui permettra de faire be´ne´ficier a` tous les embryons de leur chance d’implantation. Aucune e´tude prospective randomise´e et controˆle´e n’est a` ce jour disponible pour valider ce point. Nous avons voulu dans notre e´quipe ve´rifier l’apport de la vitrification sur l’efficacite´ des transferts d’embryons congele´s en e´largissant notre se´rie pre´ce´demment publie´e [9]. Pour ce faire, nous avons inclus de novembre 2010 a` juillet 2013 l’ensemble des cycles de de´conge´lation effectue´s dans notre centre en syste`me ferme´ utilisant les Embryo Vitrification (i) Freeze et (ii) Thaw kitsTM (Irvine Scientific, Santa Ana, E´tats-Unis) et les paillettes de vitrification haute se´curite´ HSVTM (CryoBioSystem, L’Aigle, France) en suivant les instructions des fabricants. Ce groupe a constitue´ notre groupe d’e´tude que nous avons compare´ a` une se´rie controˆle re´trospective de janvier 2007 a` novembre 2010 ou` e´tait inclu l’ensemble des cycles de de´conge´lation effectue´s apre`s CL en utilisant les kits Embryo (i) Freezing et (ii) Thawing PacksTM (Origio, Lyon, France). Le Tableau 1 re´sume l’ensemble des re´sultats de cette e´tude (Tableau 1). Comme montre´ dans ce tableau, a` la fois le taux de survie intact et le taux de grossesse clinique par de´conge´lation e´taient significativement ame´liore´s par la vitrification. En ne conside´rant que les transferts concernant des embryons ayant surve´cu a` 100 % suite aux deux me´thodes de conge´lation, nous n’observons pas d’effets toxiques lie´s a` la vitrification puisque le taux de fausses couches reste comparable dans les 2 groupes (Tableau 1). Sur la meˆme pe´riode nous avons note´ une diminution proche du seuil de significativite´ du nombre d’embryons transfe´re´s de`s le transfert frais passant de 1,6 en moyenne a` 1,5 (p = 0,08). Concernant la meˆme pe´riode, nous avons e´value´, le taux de survie intact des blastocystes compare´ entre CL et vitrification, lorsqu’une culture prolonge´e permettait de congeler ce type embryonnaire. Dans notre e´tude, la culture prolonge´e e´tait effectue´e pour les meˆmes indications dans les 2 groupes, a` savoir classiquement pour : e´checs re´currents d’implantation du transfert d’embryon(s) aux stades pre´coces ; de´fauts de qualite´ embryonnaire a` j2/j3 ou ;
3
Tableau 1 Comparaison de l’issue des cycles de de´conge´lations embryonnaires en fonction du type de conge´lation. Groupe vitrification Groupe CL
pa
De´conge´lations (n)
652
1126
Embryons de´congele´s (n)
1097
2408
Embryons de´congele´s (m ds)
1,7 0,6
2,2 1,2
< 10
4
TSI (%) (m ds)
91,5 22,1
49,8 40,0
< 10
4
TS (%) (m ds)
97,0 11,6
72,7 34,7
< 10
4
Nombre de HCG+ (% par DEC)
179 (27,5)
218 (19,4)
< 10
4
Nombre de GC (% par DEC)
173 (26,5)
204 (18,1)
0,0002
Nombre de FCS (% par GC)
47 (27,1)
52 (25,5)
0,7
Si transfert d’embryons 100 % intacts Nombre de GC (% par TEC) 153/554 (27,6) Nombre de FCS (% par GC) 40/153 (26,1)
45/241 (18,7) 0,01 10/45 (22,2) 0,4
p < 0,05 : niveau de significativite´ ; CL : conge´lation lente ; TSI : taux de survie intact ; TS : taux de survie (> 50 % des cellules de l’embryon ont surve´cu apre`s de´conge´lation) ; DEC : de´conge´lation ; HCG+ : de´but de grossesse avec HCG > 100 UI/mL ; GC : grossesse clinique (HCG > 1000 UI/mL ou sac e´chographique) ; FCS : fausse couche spontane´e. a Test Student sur se´ries non apparie´es (variables continues) ; test Chi2 (variables nominales).
se´lection affine´e de(s) (l’)embryon(s) a` transfe´rer si de nombreux embryons de belle qualite´ e´taient obtenus a` j2/j3.
Le taux de survie intact e´tait significativement augmente´ par la vitrification passant de 94,5 % en moyenne apre`s vitrification contre 21,4 % apre`s CL (p < 10 4). Conse´cutivement, le taux de grossesse clinique par de´conge´lation au stade blastocyste passait de 10,7 % dans le groupe CL a` 34,7 % dans le groupe vitrification (p = 0,01). Nous avons ainsi observe´ pour les pe´riodes conside´re´es un switch des transferts d’embryons congele´s des stades pre´coces du de´veloppement embryonnaire vers le stade blastocyste, passant de 2,5 a` 18,1 % (p < 10 4) de tous les transferts d’embryons congele´s. Ceci montre l’impact de l’efficacite´ de la vitrification a` tous les stades embryonnaire sur les modifications du jour du transfert. Dans notre e´tude, analysant nos re´sultats de transferts d’embryons frais au stade blastocyste de 2012 a` juillet 2013, nous avons observe´s dans la population de bon pronostic (aˆge des patientes < 37 ans, rangs 1 et 2 de tentatives, > 4 embryons de belle qualite´ a` j2/j3) un taux de grossesse clinique avec activite´ cardiaque positive le´ge`rement infe´rieur (33,8 %) lorsque compare´ a` celui obtenu apre`s de´conge´lation (34,7 %). Cela pose la question des effets endome´triaux d’une re´ponse souvent forte apre`s stimulation ovarienne dans ce groupe de patientes, dans lequel une avance´e du stade histologique de l’endome`tre est possible, modifiant ne´gativement la feneˆtre d’implantation. L’ensemble de la litte´rature sur ce sujet montre une controverse puisqu’il y a autant d’e´tudes qui de´clarent des taux de grossesse e´volutive e´quivalents en frais ou en transfert d’embryon congele´s au stade blastocyste [10,11], voir une ame´lioration significative apre`s de´conge´lation [12,13]. Une me´ta analyse re´cente analysant les e´tudes prospectives randomisant le transfert frais ou le transfert apre`s de´conge´lation, sans transfert frais (groupe « all freeze ») rapporte une ame´lioration significative du taux de grossesse e´volutive en faveur du groupe « all freeze » [14]. Ainsi, un sche´ma the´rapeutique ide´al doit eˆtre envisage´ (et e´value´) dans la population de bon pronostic graˆce a` l’apport de la vitrification. Brie`vement, dans cette population, un cycle de stimulation ovarienne utilisant les antagonistes doit eˆtre pre´conise´ suivi : d’un de´clenchement de l’ovulation par un agoniste de la GnRH (GnRHa) ;
Pour citer cet article : Sifer C. L’apport de la vitrification dans l’efficience de la fe´condation in vitro. Gyne´cologie Obste´trique & Fertilite´ (2014), http://dx.doi.org/10.1016/j.gyobfe.2014.07.031
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d’une culture embryonnaire e´tendue au stade blastocyste si la cohorte le permet et ; de la vitrification de tous les embryons d’inte´reˆt pour un transfert unique diffe´re´ sur un cycle de de´conge´lation sans stimulation. Les effets endome´triaux de´le´te`res du de´clenchement par GnRHa ne permettent pas, effectivement, d’envisager le transfert d’embryon frais puisque associe´ a` une diminution des chances de naissance lorsque compare´ au taux de naissance apre`s de´clenchement classique par hCG [15]. Cependant, ce type de de´clenchement permet de re´duire significativement le taux d’hyper stimulation ovarienne [15]. 4. Conclusion En conclusion, la vitrification embryonnaire permet de disposer de tous les embryons d’une cohorte du fait de ses excellents re´sultats concernant le taux de survie intact. Cela permet d’augmenter le taux de grossesse par cycle mais e´galement de re´duire l’une des complications majeures de l’AMP a` savoir le taux de grossesse multiple en diminuant le nombre d’embryons transfe´re´s que ce soit pour le transfert frais ou le transfert d’embryon congele´s. La vitrification embryonnaire permet a priori d’ame´liorer le taux cumule´ de naissance au stade blastocyste et, si les conditions requises d’un syste`me de culture embryonnaire optimal jusqu’a` ce stade est pre´sent au laboratoire, nul doute que la culture prolonge´e est voue´e a` un essor conside´rable graˆce a` cette proce´dure de conge´lation. La vitrification, par sa capacite´ a` restituer tous les embryons congele´s, permet e´galement de proposer la strate´gie du « all freeze » en re´duisant le risque d’hyperstimulation ovarienne en de´clenchant l’ovulation par la GnRHa. Enfin, la vitrification se place ide´alement dans une gestion de l’AMP modifie´ ou` peut eˆtre envisage´ la conge´lation des ovocytes par cette me´thode plutoˆt que des embryons. Ainsi, en diminuant a` terme le nombre d’embryon restant dans les banques d’azotes liquides sans projet parental associe´, la vitrification ovocytaire, si aussi efficace que pour l’embryon, pourra ˆ rement et rapidement se substituer a` la conge´lation embryonnaire su dans un programme d’AMP suivant ainsi les recommandations de la loi de Bioe´thique re´cemment modifie´e en 2011. De´claration d’inte´reˆts
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L’auteur de´clare ne pas avoir de conflits d’inte´reˆts en relation avec cet article.
Pour citer cet article : Sifer C. L’apport de la vitrification dans l’efficience de la fe´condation in vitro. Gyne´cologie Obste´trique & Fertilite´ (2014), http://dx.doi.org/10.1016/j.gyobfe.2014.07.031
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I N F O A R T I C L E
R E´ S U M E´
Historique de l’article : Rec¸u le 5 fe´vrier 2014 Accepte´ le 26 mai 2014 Disponible sur Internet le xxx
Ce travail a pour but de montrer, a` partir des donne´es disponibles dans la litte´rature et de notre propre expe´rience, comment la vitrification embryonnaire modifie et/ou ame´liore la prise en charge des couples infertiles. Cette e´tude a concerne´ 652 cycles de de´conge´lation d’embryons vitrifie´s, quel que soit le stade de de´veloppement embryonnaire pour lequel l’issue clinique e´tait documente´e. Les donne´es obtenues ont e´te´ compare´es a` une se´rie re´trospective de 1126 cycles de de´conge´lation apre`s conge´lation lente (CL). Le crite`re de jugement principal e´tait le taux de survie (TS) (% d’embryons ayant > 50 % de blastome`res intacts apre`s de´conge´lation), associe´ au taux de survie intact (TSI) (% d’embryons ayant 100 % de blastome`res intacts apre`s de´conge´lation) globalement et au stade blastocyste. Le crite`re de jugement secondaire e´tait le taux de grossesse clinique (TGC), de´fini comme la pre´sence d’un sac gestationnel intra-ute´rin avec activite´ cardiaque. Au total, 1097 et 2408 embryons ont e´te´ de´congele´s apre`s vitrification et CL. Nous avons observe´ une diffe´rence hautement significative respectivement des TS et TSI apre`s de´conge´lation des embryons vitrifie´s lorsque compare´ aux embryons de´congele´s issus d’une CL (97,0 % vs 72,7 %, p < 10 4 ; 91,5 % vs 49,8 %, p < 10 4). Par ailleurs, le TGC par cycle de de´conge´lation embryonnaire e´tait respectivement de 26,5 % (73/652) et 18,1 % (204/1126) (p = 0,0002) en faveur du groupe des embryons de´congele´s apre`s vitrification. Au stade blastocyste, le TSI e´tait significativement ame´liore´ par la vitrification compare´e a` la CL (94,5 % vs 21,4 %, p < 10 4). Dans la pe´riode d’e´tude, la vitrification a permis (i) une re´duction du nombre d’embryons transfe´re´s en frais (1,5 vs 1,6 ; p = 0,08) et (ii) une augmentation du taux de transfert d’embryons congele´s/de´congele´s au stade blastocyste, lorsque compare´ a` la pe´riode controˆle (18,1 % vs 2,5 % ; p < 10 4). La vitrification embryonnaire permet de disposer de tous les embryons d’une cohorte du fait de ses excellents re´sultats concernant le taux de survie intact, a` tous les stades du de´veloppement embryonnaire. Cette proce´dure permet une augmentation significative des taux de grossesse apre`s de´conge´lation. De plus, la vitrification embryonnaire permet a priori de tendre vers une augmentation des cycles effectue´s en culture prolonge´e. L’ame´lioration attendue du taux cumule´ de naissance au stade blastocyste par la vitrification reste cependant a` de´montrer par une e´tude prospective randomise´e. ß 2014 Elsevier Masson SAS. Tous droits re´serve´s.
Mots cle´s : Conge´lation lente Vitrification De´conge´lation Taux de survie intact Blastocyste Taux de grossesse clinique
A B S T R A C T
Keywords: Vitrification Slow freezing Thawing Intact survival rate Blastocyst Clinical pregnancy rate
This work aims to show, from data available in the literature and our own experience, how embryos’ vitrification change and/or improve the management of infertile couples. In all, 652 cycles of frozenthawed embryo transfers (FET) following vitrification were prospectively included and compared with 1126 FETs from slow freezing (SF) method. Primary end points were the (i) survival rate (SR) (% of embryos with > 50% post-thaw intact blastomeres) and (ii) intact survival rate (ISR) (% of embryos with 100% post-thaw intact blastomeres). Secondary end point was the clinical pregnancy rate (CPR) defined as the presence of an intra uterine gestational sac with positive foetal heart beat. In all, 1097 and
Adresse e-mail : [email protected] http://dx.doi.org/10.1016/j.gyobfe.2014.07.031 1297-9589/ß 2014 Elsevier Masson SAS. Tous droits re´serve´s.
Pour citer cet article : Sifer C. L’apport de la vitrification dans l’efficience de la fe´condation in vitro. Gyne´cologie Obste´trique & Fertilite´ (2014), http://dx.doi.org/10.1016/j.gyobfe.2014.07.031
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2408 embryos have been thawed following vitrification and SF, respectively. We observed a highly significant increase of SR and ISR respectively when thawing concerned vitrified embryos rather than those from SF method (97.0% vs. 72.7%, P < 10 4; 91.5% vs. 49.8%, P < 10 4). Furthermore, CPR were of 26.5% (73/ 652) and of 18.1% (204/1126) following FETs performed after vitrification or SF and thawing (P = 0.0002), respectively. At the blastocyst stage, ISR was significantly improved following vitrification compared to SF (94.5% vs. 21.4%, P < 10 4). In the study period, vitrification (i) reduced the mean number of fresh transferred embryos (1.5 vs. 1.6; P = 0.08) and (ii) increased the rate of FETs at the blastocyst stage when compared with the control period (18.1% vs 2.5%., P < 10 4). Embryo vitrification preserves all embryos from an ART cycle because of its excellent results regarding ISR at all stages of embryo development. This procedure allows a significant increase of pregnancy rates after thawing. In addition, there is a trend for increasing ART cycles performed using extended culture embryo and vitrification. The expected improvement of the cumulative birth rate at the blastocyst stage following vitrification remains to be demonstrated in a prospective randomized study. ß 2014 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.
1. Introduction L’Assistance me´dicale a` la procre´ation (AMP) est re´gie par une balance be´ne´fices/risques. Du coˆte´ du be´ne´fice, il y a e´videmment le taux de naissance d’un enfant unique et bien portant. Du coˆte´ du risque se trouvent les taux de grossesse multiple ainsi que les complications de type hyperstimulation ovarienne. Ainsi, l’e´quipe multidisciplinaire va s’accorder au juste nombre d’embryon a` transfe´rer selon l’aˆge et la qualite´ des embryons et devra tendre vers le transfert unique, notamment dans la population de bon pronostic. Ainsi pour optimiser cette balance be´ne´fices/risques, le laboratoire doit absolument maıˆtriser les processus biologiques de prise en charge des patients en AMP concernant la culture embryonnaire et la conge´lation des ovocytes/embryons surnume´raires. En effet, si on part du postulat qu’un programme de conge´lation est d’une efficacite´ me´diocre, alors l’e´quipe multidisciplinaire : augmentera le nombre d’embryons transfe´re´s en frais, peu confiant qu’il est du devenir des embryons congele´s et ; ne disposera pas de tous les embryons obtenus au terme d’un cycle de FIV/ICSI, diminuant ainsi le taux cumule´ de grossesse par ponction. Au total, sans maıˆtrise de ces processus, la balance be´ne´fices/ risques penchera ine´vitablement en faveur du risque. 2. Principaux re´sultats de la vitrification embryonnaire Le cahier des charges de la vitrification dans l’efficience d’une fe´condation in vitro est donc de faire pencher la balance en faveur du be´ne´fice par : une diminution du nombre d’embryons a` transfe´rer y compris lors du transfert frais et ; une augmentation du taux cumule´ de grossesse incluant les embryons congele´s. Pour rappel, la vitrification proce`de du principe physique lie´ au diagramme de phase de l’eau. Il s’agit pour tout e´chantillon biologique congele´ de faire passer l’eau intracellulaire d’une phase liquide vers une phase vitreuse en e´vitant, par de fortes concentrations en agents cryoprotecteurs, le passage en phase cristalline. En effet, le re´arrangement mole´culaire de l’eau concomitant de cette phase conduit a` un effet potentiellement lytique pour les cellules. Concernant la vitrification, deux syste`mes sont disponibles : les syste`mes ouverts ou l’e´chantillon biologique congele´ sera mis directement au contact de l’azote liquide (cryoloop, cryotop, cryoleaf. . .) et ;
les syste`mes ferme´s pre´sentant une se´curite´ sanitaire plus importante du fait d’un contact indirect entre l’azote liquide et l’e´chantillon biologique a` congeler (cryotip, vitrisafe, VHS kit. . .). La descente en tempe´rature, qui est un facteur e´galement tre`s important dans la survie des e´chantillons congele´s/de´congele´s, sera maximale pour les syste`mes ouverts avec une diminution de tempe´rature de 20 000 8C par minute alors que les syste`mes ferme´s permettront lorsqu’ils seront plonge´s dans l’azote liquide une vitesse de diminution de tempe´rature plus basse aux alentours de 2000 8C par minute. La premie`re me´ta analyse concernant le be´ne´fice de la vitrification embryonnaire a e´te´ publie´ en 2008 [1]. Dans cette e´tude faisant e´tat notamment de l’expe´rience des e´quipes japonaises, il e´tait montre´ que le taux de survie apre`s vitrification en syste`me ouvert e´tait significativement ame´liore´ lorsque compare´ a` celui de la conge´lation lente (CL), que ce soit au stade des embryons clive´s pre´coces (j2–j3) ou au stade blastocyste (j5–j6). Ces re´sultats ont e´te´ confirme´s en 2010 par une autre me´ta analyse montrant e´galement une ame´lioration significative a` tous les stades embryonnaires des taux de grossesses e´volutives par la vitrification en syste`me ouvert lorsque compare´e a` la CL [2]. Une e´tude re´trospective plus re´cente, incluant un nombre important de cycles, rapporte une horizontalite´ des taux de survie apre`s vitrification en syste`me ouvert, que ce soit pour les embryons au stade du 2e jour de leur de´veloppement jusqu’au stade blastocyste, avec dans tout les cas plus de 95 % de survie intact [3]. Un e´quipe belge a publie´ en 2013 le suivi re´trospectif des embryons vitrifie´s compare´s aux embryons congele´s de´congele´s en CL et a observe´ une ame´lioration significative de taux de survie passant de 39,2 % de survie intact (n = 3000 embryons de´congele´s) apre`s CL a` 77,5 % de survie intact apre`s vitrification en syste`me ferme´ pour une se´rie de 1416 embryons [4]. Les re´sultats de ces deux dernie`res e´tudes posent la question des taux de survie intact des embryons vitrifie´s compare´s entre les syste`mes ferme´s et ouverts et donc du syste`me le plus performant. Un e´le´ment de re´ponse a e´te´ tre`s re´cemment apporte´ par une e´tude prospective randomise´e analysant l’issu de plus de 200 cycles dans chaque groupe concernant : le taux de survie intact au stade blastocyste apre`s vitrification en syste`mes ouvert ou ferme´ ainsi que ; le taux de naissance par cycle de de´conge´lation [5]. Les re´sultats respectifs pour ces 2 parame`tres (84,1 % vs 82,1 % ; 41,2 % vs 41,0 %) ne montraient aucune diffe´rence significative, quel que soit le syste`me de vitrification utilise´ ce qui confirme les re´sultats pre´ce´demment publie´es en 2005 au Japon sur une se´rie re´trospective de 13 000 embryons [6].
Pour citer cet article : Sifer C. L’apport de la vitrification dans l’efficience de la fe´condation in vitro. Gyne´cologie Obste´trique & Fertilite´ (2014), http://dx.doi.org/10.1016/j.gyobfe.2014.07.031
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3. Modifications des strate´gies de transfert apporte´es par la vitrification La me´ta-analyse publie´e en 2012 dans la Cochrane Database de´montre la supe´riorite´ de la culture prolonge´e concernant le transfert frais compare´ au transfert plus pre´coce du j2–j3 [7]. Cependant, apre`s analyse des sous-groupes de randomisation, il est note´ dans cette e´tude que seuls les transferts aux stades blastocystes dans les populations de bon pronostic de´montrent une ame´lioration significative du taux de naissance. Cette notion est a` confronter aux re´sultats d’une e´tude prospective non randomise´e publie´e en 2009 [8]. Cette e´quipe montrait que le transfert frais unique au stade blastocyste ou au stade d’embryons j2/j3 aboutissait certes a` une ame´lioration significative des taux de naissance apre`s transfert a` j5/j6 mais que le taux cumule´ de naissance utilisant les embryons congele´s par CL e´tait strictement identique quel que soit le stade de de´veloppement. Les auteurs expliquent ce re´sultat par la diminution significative du taux de survie des blastocystes compare´s aux embryons du stade j2/j3. L’e´tude de Glujovsky et al. re´pertoriant l’ensemble des e´tudes prospectives randomise´e analysant le taux cumule´ de grossesses au stade blastocyste et au stade des embryons pre´coces montrait d’ailleurs la supe´riorite´ des taux de grossesses cumule´s au stade pre´coce lorsque compare´ au stade blastocyste [7]. La` aussi, l’ensemble des travaux inclus utilisait la CL. On peut ainsi penser que la vitrification, quant a` l’efficience qu’elle apporte a` une FIV, pourrait permettre a` la fois de diminuer le nombre d’embryon transfe´re´ dans une population de bon pronostic en e´tendant la culture jusqu’au stade blastocyste tout en permettant de congeler avec efficacite´ les embryons surnume´raires a` ce stade ce qui permettra de faire be´ne´ficier a` tous les embryons de leur chance d’implantation. Aucune e´tude prospective randomise´e et controˆle´e n’est a` ce jour disponible pour valider ce point. Nous avons voulu dans notre e´quipe ve´rifier l’apport de la vitrification sur l’efficacite´ des transferts d’embryons congele´s en e´largissant notre se´rie pre´ce´demment publie´e [9]. Pour ce faire, nous avons inclus de novembre 2010 a` juillet 2013 l’ensemble des cycles de de´conge´lation effectue´s dans notre centre en syste`me ferme´ utilisant les Embryo Vitrification (i) Freeze et (ii) Thaw kitsTM (Irvine Scientific, Santa Ana, E´tats-Unis) et les paillettes de vitrification haute se´curite´ HSVTM (CryoBioSystem, L’Aigle, France) en suivant les instructions des fabricants. Ce groupe a constitue´ notre groupe d’e´tude que nous avons compare´ a` une se´rie controˆle re´trospective de janvier 2007 a` novembre 2010 ou` e´tait inclu l’ensemble des cycles de de´conge´lation effectue´s apre`s CL en utilisant les kits Embryo (i) Freezing et (ii) Thawing PacksTM (Origio, Lyon, France). Le Tableau 1 re´sume l’ensemble des re´sultats de cette e´tude (Tableau 1). Comme montre´ dans ce tableau, a` la fois le taux de survie intact et le taux de grossesse clinique par de´conge´lation e´taient significativement ame´liore´s par la vitrification. En ne conside´rant que les transferts concernant des embryons ayant surve´cu a` 100 % suite aux deux me´thodes de conge´lation, nous n’observons pas d’effets toxiques lie´s a` la vitrification puisque le taux de fausses couches reste comparable dans les 2 groupes (Tableau 1). Sur la meˆme pe´riode nous avons note´ une diminution proche du seuil de significativite´ du nombre d’embryons transfe´re´s de`s le transfert frais passant de 1,6 en moyenne a` 1,5 (p = 0,08). Concernant la meˆme pe´riode, nous avons e´value´, le taux de survie intact des blastocystes compare´ entre CL et vitrification, lorsqu’une culture prolonge´e permettait de congeler ce type embryonnaire. Dans notre e´tude, la culture prolonge´e e´tait effectue´e pour les meˆmes indications dans les 2 groupes, a` savoir classiquement pour : e´checs re´currents d’implantation du transfert d’embryon(s) aux stades pre´coces ; de´fauts de qualite´ embryonnaire a` j2/j3 ou ;
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Tableau 1 Comparaison de l’issue des cycles de de´conge´lations embryonnaires en fonction du type de conge´lation. Groupe vitrification Groupe CL
pa
De´conge´lations (n)
652
1126
Embryons de´congele´s (n)
1097
2408
Embryons de´congele´s (m ds)
1,7 0,6
2,2 1,2
< 10
4
TSI (%) (m ds)
91,5 22,1
49,8 40,0
< 10
4
TS (%) (m ds)
97,0 11,6
72,7 34,7
< 10
4
Nombre de HCG+ (% par DEC)
179 (27,5)
218 (19,4)
< 10
4
Nombre de GC (% par DEC)
173 (26,5)
204 (18,1)
0,0002
Nombre de FCS (% par GC)
47 (27,1)
52 (25,5)
0,7
Si transfert d’embryons 100 % intacts Nombre de GC (% par TEC) 153/554 (27,6) Nombre de FCS (% par GC) 40/153 (26,1)
45/241 (18,7) 0,01 10/45 (22,2) 0,4
p < 0,05 : niveau de significativite´ ; CL : conge´lation lente ; TSI : taux de survie intact ; TS : taux de survie (> 50 % des cellules de l’embryon ont surve´cu apre`s de´conge´lation) ; DEC : de´conge´lation ; HCG+ : de´but de grossesse avec HCG > 100 UI/mL ; GC : grossesse clinique (HCG > 1000 UI/mL ou sac e´chographique) ; FCS : fausse couche spontane´e. a Test Student sur se´ries non apparie´es (variables continues) ; test Chi2 (variables nominales).
se´lection affine´e de(s) (l’)embryon(s) a` transfe´rer si de nombreux embryons de belle qualite´ e´taient obtenus a` j2/j3.
Le taux de survie intact e´tait significativement augmente´ par la vitrification passant de 94,5 % en moyenne apre`s vitrification contre 21,4 % apre`s CL (p < 10 4). Conse´cutivement, le taux de grossesse clinique par de´conge´lation au stade blastocyste passait de 10,7 % dans le groupe CL a` 34,7 % dans le groupe vitrification (p = 0,01). Nous avons ainsi observe´ pour les pe´riodes conside´re´es un switch des transferts d’embryons congele´s des stades pre´coces du de´veloppement embryonnaire vers le stade blastocyste, passant de 2,5 a` 18,1 % (p < 10 4) de tous les transferts d’embryons congele´s. Ceci montre l’impact de l’efficacite´ de la vitrification a` tous les stades embryonnaire sur les modifications du jour du transfert. Dans notre e´tude, analysant nos re´sultats de transferts d’embryons frais au stade blastocyste de 2012 a` juillet 2013, nous avons observe´s dans la population de bon pronostic (aˆge des patientes < 37 ans, rangs 1 et 2 de tentatives, > 4 embryons de belle qualite´ a` j2/j3) un taux de grossesse clinique avec activite´ cardiaque positive le´ge`rement infe´rieur (33,8 %) lorsque compare´ a` celui obtenu apre`s de´conge´lation (34,7 %). Cela pose la question des effets endome´triaux d’une re´ponse souvent forte apre`s stimulation ovarienne dans ce groupe de patientes, dans lequel une avance´e du stade histologique de l’endome`tre est possible, modifiant ne´gativement la feneˆtre d’implantation. L’ensemble de la litte´rature sur ce sujet montre une controverse puisqu’il y a autant d’e´tudes qui de´clarent des taux de grossesse e´volutive e´quivalents en frais ou en transfert d’embryon congele´s au stade blastocyste [10,11], voir une ame´lioration significative apre`s de´conge´lation [12,13]. Une me´ta analyse re´cente analysant les e´tudes prospectives randomisant le transfert frais ou le transfert apre`s de´conge´lation, sans transfert frais (groupe « all freeze ») rapporte une ame´lioration significative du taux de grossesse e´volutive en faveur du groupe « all freeze » [14]. Ainsi, un sche´ma the´rapeutique ide´al doit eˆtre envisage´ (et e´value´) dans la population de bon pronostic graˆce a` l’apport de la vitrification. Brie`vement, dans cette population, un cycle de stimulation ovarienne utilisant les antagonistes doit eˆtre pre´conise´ suivi : d’un de´clenchement de l’ovulation par un agoniste de la GnRH (GnRHa) ;
Pour citer cet article : Sifer C. L’apport de la vitrification dans l’efficience de la fe´condation in vitro. Gyne´cologie Obste´trique & Fertilite´ (2014), http://dx.doi.org/10.1016/j.gyobfe.2014.07.031
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d’une culture embryonnaire e´tendue au stade blastocyste si la cohorte le permet et ; de la vitrification de tous les embryons d’inte´reˆt pour un transfert unique diffe´re´ sur un cycle de de´conge´lation sans stimulation. Les effets endome´triaux de´le´te`res du de´clenchement par GnRHa ne permettent pas, effectivement, d’envisager le transfert d’embryon frais puisque associe´ a` une diminution des chances de naissance lorsque compare´ au taux de naissance apre`s de´clenchement classique par hCG [15]. Cependant, ce type de de´clenchement permet de re´duire significativement le taux d’hyper stimulation ovarienne [15]. 4. Conclusion En conclusion, la vitrification embryonnaire permet de disposer de tous les embryons d’une cohorte du fait de ses excellents re´sultats concernant le taux de survie intact. Cela permet d’augmenter le taux de grossesse par cycle mais e´galement de re´duire l’une des complications majeures de l’AMP a` savoir le taux de grossesse multiple en diminuant le nombre d’embryons transfe´re´s que ce soit pour le transfert frais ou le transfert d’embryon congele´s. La vitrification embryonnaire permet a priori d’ame´liorer le taux cumule´ de naissance au stade blastocyste et, si les conditions requises d’un syste`me de culture embryonnaire optimal jusqu’a` ce stade est pre´sent au laboratoire, nul doute que la culture prolonge´e est voue´e a` un essor conside´rable graˆce a` cette proce´dure de conge´lation. La vitrification, par sa capacite´ a` restituer tous les embryons congele´s, permet e´galement de proposer la strate´gie du « all freeze » en re´duisant le risque d’hyperstimulation ovarienne en de´clenchant l’ovulation par la GnRHa. Enfin, la vitrification se place ide´alement dans une gestion de l’AMP modifie´ ou` peut eˆtre envisage´ la conge´lation des ovocytes par cette me´thode plutoˆt que des embryons. Ainsi, en diminuant a` terme le nombre d’embryon restant dans les banques d’azotes liquides sans projet parental associe´, la vitrification ovocytaire, si aussi efficace que pour l’embryon, pourra ˆ rement et rapidement se substituer a` la conge´lation embryonnaire su dans un programme d’AMP suivant ainsi les recommandations de la loi de Bioe´thique re´cemment modifie´e en 2011. De´claration d’inte´reˆts
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L’auteur de´clare ne pas avoir de conflits d’inte´reˆts en relation avec cet article.
Pour citer cet article : Sifer C. L’apport de la vitrification dans l’efficience de la fe´condation in vitro. Gyne´cologie Obste´trique & Fertilite´ (2014), http://dx.doi.org/10.1016/j.gyobfe.2014.07.031
