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

La formation des pronucléi (PN) Formation du pronucléus mâle 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) Remplacement des protamines par des histones ovocytaires

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) Ch: chromatine non encore décondensée

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 Le pronucléus femelle ainsi formé est en général plus petit que le PN mâle, y compris chez l ’humain (22 versus 24 microns) .

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

Centriole du spermatozoïde 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) Dans le spz, le centriole distal a dégénéré après avoir organisé le flagelle

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 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 zygote 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

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

Le devenir des organelles 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)

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

La 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

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

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. 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

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 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) Près de 50 000 ponctions annuelles en France; 18 à 20 % de naissances / ponction

La Fécondation assistée par microinjection d ’un spz dans le cytoplasme de l ’ovocyte (IntraCytoplasmicSpermInjection ICSI) 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) Taux de fécondation identiques à ceux obtenus avec sperme normal