Le Dr. Natan Shaked du Département de génie biomédical de la Faculté d’ingénierie de l’Université de Tel-Aviv et le Dr. Miki Hifler, alors étudiant de maîtrise, en collaboration avec la clinique de fertilité masculine du Centre médical Sheba en Israël, ont mis au point une technologie innovante dans le domaine de la microscopie permettant l’identification rapide et efficace des spermatozoïdes les plus fertiles, augmentant ainsi le taux de succès de la fécondation assistée et diminuant les risques d’anomalies congénitales.

Depuis une trentaine d’années, la médecine tente de venir en aide aux nombreux couples touchés par les troubles de la fertilité au moyen d’un ensemble de techniques dites “d’assistance médicale à la procréation” (AMP).
Cependant leur coût, à la fois physique, émotionnel et financier, reste élevé en regard de leurs chances de succès relativement faible.

Une nouvelle technologie de microscopie innovante développée à l’Université de Tel-Aviv promet de faire évoluer cette situation en permettant aux médecins d’effectuer une analyse clinique du sperme rapide et efficace permettant d’évaluer sa qualité sans utiliser la coloration par fluorescence, qui affecte la viabilité des spermatozoïdes. “Il existe aujourd’hui deux méthodes principales d’assistance médicale à la procréation” explique le Dr. Shaked, “la fécondation in vitro (FIV) et l’injection intra cytoplasmique de spermatozoïdes (ICSI). Dans le premier cas, la femme suit des traitements médicamenteux pour stimuler ses ovaires afin de leur faire produire simultanément plusieurs ovocytes, qui sont fécondés dans une boîte de Pétri par des spermatozoïdes, puis implantés dans l’utérus. Dans la deuxième méthode un spermatozoïde unique est injecté dans un ovule mature, transféré ensuite dans l’utérus. la technologie que nous avons développé est applicable aux deux méthodes, mais est particulièrement utile dans le cas de la seconde”.

Le problème est que lorsqu’on les observe selon des techniques de microscopie standard, les spermatozoïdes apparaissent comme presque transparents, se confondant avec leur environnement. Or le procédé de coloration par fluorescence, généralement utilisé pour obtenir des images contrastées est inapplicable dans ce cas, car il peut affecter la viabilité des cellules de sperme, risquant d’endommager le futur fœtus. Le défi est donc d’identifier les “candidats” spermatozoïdes les plus fertiles et d’évaluer leur viabilité sans utiliser de coloration.

“Jusqu’à présent, les cliniciens choisissaient le “meilleur” spermatozoïde selon sa vitesse, mais celle-ci n’est pas nécessairement un indicateur de la qualité de l’ADN” explique le Dr. Shaked. “Certains des “meilleurs candidats spermatozoïdes” peuvent être lents voire même immobiles. Si nous pouvons mieux déterminer la structure et la composition complète du sperme, le taux de succès des traitements de fécondation assisté sera plus élevé et les risques d’anomalies congénitales diminueront. Dans les cas où la coloration de l’échantillon est impossible, comme dans celui de la fécondation in vitro et l’ICSI, notre dispositif fournit une nouvelle direction prometteuse”.

Son nouvel appareil, une “boîte noire” attachée à un microscope existant, est plus petit, économique et facile à utiliser que les méthodes conventionnelles d’imagerie interférométriques. Il est relié à un nouveau logiciel automatisé qui cartographie l’épaisseur de l’échantillon et d’autres paramètres physiques pour évaluer la viabilité du sperme en temps réel, à moindre coût et pouvant être utilisé dans tout cabinet médical déjà équipé d’un microscope classique.

Selon les chercheurs, ce nouveau procédé d’imagerie, qui exploite des méthodes d’imagerie de phase pour enregistrer le passage de la lumière à travers un échantillon pour évaluer son épaisseur, permet de quantifier la qualité du sperme utilisé, conduisant ainsi à des traitements plus efficaces. La nouvelle méthode a été développée avec le soutien de Ramot, la société de transfert de technologie de l’Université de Tel-Aviv. L’équipe a récemment fait breveter la technologie et les essais cliniques sur des patients de FIV démarreront l’année prochaine en Israël.

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