Réceptivité endométriale et qualité embryonnaire : deux paramètres à améliorer pour augmenter les taux de naissances vivantes en assistance médicale à la procréation

par Chloé Baron

Projet de thèse en Biologie Santé

Sous la direction de Samir Hamamah et de Sophie Brouillet.

Thèses en préparation à Montpellier , dans le cadre de Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé , en partenariat avec EmbryoPluripotency - Développement embryonnaire précoce humain et pluripotence (laboratoire) depuis le 08-10-2018 .


  • Résumé

    Le transfert d'un embryon évolutif et compétent à l'implantation dans un endomètre réceptif est un objectif majeur en Fécondation in vitro (FIV). La première partie de ma thèse a porté sur l'amélioration de l'évaluation de la réceptivité endométriale en FIV. L'équipe a mis au point le Win-Test®, test d'évaluation de la réceptivité endométriale basé sur la recherche d'une signature transcriptomique spécifique au sein de biopsies endométriales prélevées chez des patientes de FIV pendant la fenêtre théorique d'implantation. Le résultat de ce test permet de diagnostiquer l'endomètre de la patiente en endomètre « réceptif », « partiellement réceptif » ou « non réceptif ». Ce test permet d'augmenter significativement le taux de grossesses après transfert d'embryon(s) congelé(s) (Haouzi et al, 2020), mais il nécessite la réalisation d'un geste invasif pour la patiente (dû à la biopsie endométriale) et le décalage dans le temps du transfert embryonnaire sur le cycle menstruel suivant (dû à l'impact délétère de la biopsie sur la réceptivité endométriale du cycle menstruel en cours). Ainsi, l'objectif de mon projet de recherche a été de participer à la mise au point d'une approche non-invasive dans l'évaluation de la réceptivité endométriale en FIV. L'analyse des profils d'expression en microARNs issus de biopsies d'endomètre nous a permis d'identifier certains microARNs endométriaux associés à la réceptivité endométriale (« réceptif » versus « non réceptif ») ainsi qu'au succès de la tentative (« échec d'implantation » versus « naissance ») (Drissennek, Baron, et al, 2020). Nos résultats préliminaires indiquent que certains de ces microARNs identifiés sont détectés dans le sérum des patientes, ouvrant ainsi des perspectives intéressantes pour la mise au point d'un test non-invasif spécifique de la réceptivité endométriale. La deuxième partie de ma thèse porte sur l'amélioration du développement et de l'acquisition du potentiel implantatoire des embryons humains en FIV. In vivo, l'embryon grandit dans la trompe de Fallope jusqu'à son troisième jour de développement (J3) et arrive dans l'utérus au stade de blastocyste où il pourra s'implanter autour de J6 post-fécondation. Physiologiquement, il a été montré que le taux d'oxygène était de 5% dans les trompes de Fallope, puis de 2% dans l'utérus. Dans l'extrême majorité des laboratoires de FIV, la culture des embryons humains se déroule pourtant sous 20% ou 5% d'oxygène de J0 à J6. Des données récentes de notre équipe montrent qu'une culture in vitro séquentielle à 5% d'oxygène de J0 à J3 puis à 2% d'oxygène de J3 à J5/J6 (mimant donc les concentrations physiologiques en oxygène) améliore significativement le développement embryonnaire humain et les taux de naissances vivantes en FIV (autorisation 2019_IRB-MTP_09-01). Mon second projet de thèse consiste à caractériser les mécanismes moléculaires et cellulaires associés à l'amélioration des résultats de FIV en culture séquentielle 5%-2%. Pour cela, une analyse transcriptomique d'embryons humains donnés à la recherche (autorisation ABM JO 10/04/2018, NOR:SSAB18161405) et cultivés à 5% ou à 5%-2% d'oxygène pendant le développement préimplantatoire est en cours, afin d'évaluer l'impact de la tension en oxygène sur l'expression génique embryonnaire. L'impact de la tension en oxygène sur les mécanismes cellulaires (prolifération, migration, survie, et invasion) est également en cours d'évaluation sur des cultures in vitro de lignées trophoblastiques humaines (lignées JAR et BEWO). Je participerai également à la mise au point d'un modèle d'implantation embryonnaire 3D (substituts embryonnaires et/ou embryons donnés à la recherche cultivés sur un endomètre reconstitué) afin d'étudier l'impact de la tension en oxygène sur un modèle ex vivo d'invasion embryonnaire.

  • Titre traduit

    Endometrial receptivity and embryo quality : two parameters to improve embryo live birth rates in Assisted Reproductive Technology


  • Résumé

    The transfer of an evolving and competent embryo for implantation into a receptive endometrium is a major objective in In Vitro Fertilization (IVF). The first part of my thesis focused on improving the evaluation of endometrial receptivity in IVF. The team developed the Win-Test®, a test for evaluating endometrial receptivity based on the search for a specific transcriptomic signature in endometrial biopsies taken from IVF patients during the theoretical window of implantation. The result of this test is used to diagnose the patient's endometrium as "receptive", "partially receptive" or "non-receptive". This test allows a significant increase in the pregnancy rate after frozen embryo transfer (Haouzi et al, 2020), but it requires an invasive procedure for the patient (due to the endometrial biopsy) and the delay in time of the embryo transfer to the next menstrual cycle (due to the deleterious impact of the biopsy on the endometrial receptivity of the current menstrual cycle). Thus, the objective of my research project was to participate in the development of a non-invasive approach to the evaluation of endometrial receptivity in IVF. The analysis of microRNA expression profiles from endometrial biopsies allowed us to identify certain endometrial microRNAs associated with endometrial receptivity ("receptive" versus "non-receptive") as well as with the success of the attempt ("implantation failure" versus "birth") (Drissennek, Baron, et al, 2020). Our preliminary results indicate that some of these identified microRNAs are detected in the serum of patients, thus opening interesting perspectives for the development of a non-invasive test specific for endometrial receptivity. The second part of my thesis deals with improving the development and acquisition of the implant potential of human embryos in IVF. In vivo, the embryo grows in the fallopian tube until its third day of development (D3) and arrives in the uterus at the blastocyst stage where it can implant around D6 post-fecundation. Physiologically, it has been shown that the oxygen level is 5% in the fallopian tubes and 2% in the uterus. In the vast majority of IVF laboratories, however, the culture of human embryos takes place under 20% or 5% oxygen from D0 to D6. Recent data from our team show that a sequential in vitro culture at 5% oxygen from D0 to D3 and then at 2% oxygen from D3 to D5/D6 (thus mimicking physiological oxygen concentrations) significantly improves human embryonic development and live birth rates in IVF (authorization 2019_IRB-MTP_09-01). My second thesis project consists in characterizing the molecular and cellular mechanisms associated with the improvement of IVF results in 5%-2% sequential culture. For this, a transcriptomic analysis of human embryos donated to research (ABM authorization JO 10/04/2018, NOR:SSAB18161405) and cultured at 5% or 5%-2% oxygen during preimplantation development is in progress, in order to evaluate the impact of oxygen tension on embryonic gene expression. The impact of oxygen tension on cellular mechanisms (proliferation, migration, survival, and invasion) is also being evaluated on in vitro cultures of human trophoblastic cell lines (JAR and BEWO lines). I will also participate in the development of a 3D embryo implantation model (embryonic substitutes and/or embryos donated to research grown on a reconstructed endometrium) in order to study the impact of oxygen tension on an ex vivo model of embryo invasion.