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La Fécondation (fin) la formation des pronuclei J. Mandelbaum Service d Histologie, Biologie de la Reproduction et Cytogénétique Hôpital Tenon (75020)

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1 La Fécondation (fin) la formation des pronuclei J. Mandelbaum Service d Histologie, Biologie de la Reproduction et Cytogénétique Hôpital Tenon (75020)

2 La formation des pronucléi (PN) Formation du pronucléus mâle Formation du pronucléus mâle Perte de l enveloppe nucléaire du spz Perte de l enveloppe nucléaire du spz Décondensation de la chromatine par rupture des ponts disulfures des protamines liées à l ADN ( rôle du glutathion réduit ovocytaire) Décondensation de la chromatine par rupture des ponts disulfures des protamines liées à l ADN ( rôle du glutathion réduit ovocytaire) Remplacement des protamines par des histones ovocytaires Remplacement des protamines par des histones ovocytaires

3 Gonflement du noyau (500 fois) qui s entoure d une enveloppe nucléaire et forme le PN mâle Gonflement du noyau (500 fois) qui s entoure d une enveloppe nucléaire et forme le PN mâle Sous la dépendance de facteurs cytoplasmiques ovocytaires acquis durant les phases finales de la maturation( male pronucleus growth factors : MPGF) Sous la dépendance de facteurs cytoplasmiques ovocytaires acquis durant les phases finales de la maturation( male pronucleus growth factors : MPGF) Ch: chromatine non encore décondensée

4 Formation du pronucleus femelle Les 23 chromatides restées dans l ovocyte après l expulsion du GP2 s éloignent du cortex, se décondensent, s entourent d une membrane nucléaire Les 23 chromatides restées dans l ovocyte après l expulsion du GP2 s éloignent du cortex, se décondensent, s entourent d une membrane nucléaire Le pronucléus femelle ainsi formé est en général plus petit que le PN mâle, y compris chez l humain (22 versus 24 microns). Le pronucléus femelle ainsi formé est en général plus petit que le PN mâle, y compris chez l humain (22 versus 24 microns).

5 L œuf fécondé ou zygote est maintenant au stade des pronuclei

6 Centriole du spermatozoïde Le spz, sauf chez la souris, apporte son centriole proximal à l ovocyte Le spz, sauf chez la souris, apporte son centriole proximal à l ovocyte Il fonctionne comme un centrosome ou centre organisateur des microtubules ( contiennent normalement 2 centrioles disposés perpendiculairement) Il fonctionne comme un centrosome ou centre organisateur des microtubules ( contiennent normalement 2 centrioles disposés perpendiculairement) Dans le spz, le centriole distal a dégénéré après avoir organisé le flagelle Dans le spz, le centriole distal a dégénéré après avoir organisé le flagelle

7 Le spermatozoïde et le spermaster Un spermaster ( aster de microtubules) se forme, à partir du centriole, dès la pénétration du spz dans l ovocyte (demi fuseau mitotique), attire le PN femelle puis s étend et entraîne les 2 PN au centre de l œuf; disparaît en quelques heures Un spermaster ( aster de microtubules) se forme, à partir du centriole, dès la pénétration du spz dans l ovocyte (demi fuseau mitotique), attire le PN femelle puis s étend et entraîne les 2 PN au centre de l œuf; disparaît en quelques heures Le spermatozoïde est ainsi à l origine des centrioles du nouvel individu (car le fuseau méiotique de l ovocyte est dépourvu de centrioles). Toute anomalie du spermaster ou son absence (microinjection de têtes spermatiques isolées) aboutit à de graves perturbations des mitoses futures et donc de la segmentation de l oeuf Le spermatozoïde est ainsi à l origine des centrioles du nouvel individu (car le fuseau méiotique de l ovocyte est dépourvu de centrioles). Toute anomalie du spermaster ou son absence (microinjection de têtes spermatiques isolées) aboutit à de graves perturbations des mitoses futures et donc de la segmentation de l oeuf

8 Le zygote Les PN migrent, ainsi, l un vers l autre et vers le centre de la cellule. Ils deviennent adjacents Les PN migrent, ainsi, l un vers l autre et vers le centre de la cellule. Ils deviennent adjacents Leurs nucléoles se polarisent et s alignent le long de la zone d apposition Leurs nucléoles se polarisent et s alignent le long de la zone d apposition

9 La réplication de l ADN (phase S) a lieu dans chaque PN indépendamment, quelques heures après leur formation La réplication de l ADN (phase S) a lieu dans chaque PN indépendamment, quelques heures après leur formation

10 Le devenir des organelles Le devenir des organelles les mitochondries paternelles sont dégradées par le cytoplasme ovocytaire comme toutes les structures non nucléaires du spz. les mitochondries paternelles sont dégradées par le cytoplasme ovocytaire comme toutes les structures non nucléaires du spz. les mitochondries du nouvel individu sont donc héritées de la mère ( maladies mitochondriales ). Elles participent activement à la fécondation en apportant, par leur regroupement, l énergie nécessaire au bon endroit ( autour des PN lors de leur formation et de la réplication de leur ADN par exemple) les mitochondries du nouvel individu sont donc héritées de la mère ( maladies mitochondriales ). Elles participent activement à la fécondation en apportant, par leur regroupement, l énergie nécessaire au bon endroit ( autour des PN lors de leur formation et de la réplication de leur ADN par exemple)

11 Quand les PN se rapprochent, le centriole se place entre eux et se duplique Quand les PN se rapprochent, le centriole se place entre eux et se duplique Il n y a pas fusion des PN Il n y a pas fusion des PN Les membranes nucléaires disparaissent ; les chromosomes paternels et maternels se condensent. Les membranes nucléaires disparaissent ; les chromosomes paternels et maternels se condensent. les centrioles vont occuper les 2 pôles du premier fuseau mitotique les centrioles vont occuper les 2 pôles du premier fuseau mitotique

12 La syngamie Les chromosomes paternels et maternels se placent sur le fuseau de première division de segmentation (syngamie) Les chromosomes paternels et maternels se placent sur le fuseau de première division de segmentation (syngamie) La fécondation est achevée, le développement embryonnaire commence La fécondation est achevée, le développement embryonnaire commence

13 Anomalies de la fécondation Zygotes à 1 PN résultent d une activation parthénogénétique de l ovocyte résultent d une activation parthénogénétique de l ovocyte majoritairement haploïdes (23 chromosomes) majoritairement haploïdes (23 chromosomes) ne contiennent qu un génome maternel et pas de centrioles ne contiennent qu un génome maternel et pas de centrioles n atteignent pas le stade blastocyste n atteignent pas le stade blastocyste

14 Anomalies de la fécondation Zygotes à 3 PN Résultent le plus souvent d un défaut de blocage de la polyspermie avec fécondation par 2 spz et constitution d un PN femelle et de 2 PN mâles : triploïdie androgénétique (69 chromosomes). Ils dépassent rarement la période post- implantatoire. On les retrouve dans les FCS du premier trimestre. Résultent le plus souvent d un défaut de blocage de la polyspermie avec fécondation par 2 spz et constitution d un PN femelle et de 2 PN mâles : triploïdie androgénétique (69 chromosomes). Ils dépassent rarement la période post- implantatoire. On les retrouve dans les FCS du premier trimestre. Peuvent aussi résulter d un échec d achèvement de la méiose et d expulsion du GP2 avec formation d un PN mâle et de 2 PN femelles: triploïdie gynogénétique Peuvent aussi résulter d un échec d achèvement de la méiose et d expulsion du GP2 avec formation d un PN mâle et de 2 PN femelles: triploïdie gynogénétique

15 La Fécondation in vitro ( FIV) C est grâce à l essor de la FIV qu ont pu être précisés, dans l espèce humaine, l aspect et l évolution de l embryon au cours de la première semaine de développement : embryon préimplantatoire C est grâce à l essor de la FIV qu ont pu être précisés, dans l espèce humaine, l aspect et l évolution de l embryon au cours de la première semaine de développement : embryon préimplantatoire Initialement traitement des stérilités tubaires :1978 naissance de Louise Brown ( Bob Edwards ; P. Steptoe). Initialement traitement des stérilités tubaires :1978 naissance de Louise Brown ( Bob Edwards ; P. Steptoe). Extension des indications: stérilités masculines, idiopathiques, insuffisances ovariennes ( don d ovocytes) Extension des indications: stérilités masculines, idiopathiques, insuffisances ovariennes ( don d ovocytes) Près de ponctions annuelles en France; 18 à 20 % de naissances / ponction Près de ponctions annuelles en France; 18 à 20 % de naissances / ponction

16 La Fécondation assistée par microinjection d un spz dans le cytoplasme de l ovocyte (IntraCytoplasmicSpermInjection ICSI) Premières naissances en 1992 Premières naissances en 1992 L ICSI révolutionne le traitements des stérilités masculines et peut se pratiquer avec des spz éjaculés ou prélevés dans l épididyme ( azoospermie excrétoire ) ou les testicules (azoospermie sécrétoire) L ICSI révolutionne le traitements des stérilités masculines et peut se pratiquer avec des spz éjaculés ou prélevés dans l épididyme ( azoospermie excrétoire ) ou les testicules (azoospermie sécrétoire) Taux de fécondation identiques à ceux obtenus avec sperme normal Taux de fécondation identiques à ceux obtenus avec sperme normal

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