L'intelligence artificielle en AMP (Assistance Médicale à la Procréation) combinée avec l’étude génétique : une avancée

Les laboratoires d’AMP connaissent une avancée technologique avec l’introduction d’incubateur de nouvelle génération appelé « Timelapse ». Celui-ci est doté d’un système de capture d’image qui permet de visualiser les embryons en continue sans avoir à les sortir des incubateurs. Il offre d’excellentes conditions de cultures (stabilité de température et de CO2) et présente l’avantage de pouvoir déterminer avec précision la cinétique de clivage des embryons. Ces incubateurs sont couplés à des logiciels qui proposent des scores se basant sur de l’intelligence artificielle en utilisant des données d’implantations connues (KID Score) à partir de données morpho cinétiques. De plus, des tests génétiques, permettant de réaliser un diagnostic préimplantatoire (DPI) avec recherche d’aneuploïdie des embryons, sont autorisés dans certains pays (interdit en France). Cette approche combinée permet-elle d’améliorer les résultats et donc les chances d’implantation ?

Une étude récente entre octobre 2017 et décembre 2018, présentée et publiée au cours du congrès annuel de l’ESHRE en 2019, a comparé les différentes options de sélections embryonnaires avec et sans l’aide du KID Score combiné à la génétique sur les résultats d’implantation.

Au total 1498 embryons ont été mis en culture pour être analysés dans un système Timelapse (Embryoscope). Les données cinétiques, de morphologie et génétiques ont étaient recueillies. Des scores à J5 (KID Score), classant en potentiels d’implantations des blastocystes en 3 catégories : bon (8 à 9,9), moyen (6 à 7,9), faible (2 à 5,9) ont été générés par le logiciel grâce à l’intelligence artificielle. L’évaluation de la morphologie s’est faite suivant la classification de Gardner. L’étude de la ploïdie s’est faite après biopsie du trophectoderme à J5 ou à J6 et le diagnostic pré implantatoire avec recherche des aneuploïdies a été réalisé.

Les patientes étaient âgées de 20 à 50 ans (30,5 ans en moyenne). La sélection pour le transfert de blastocyste euploïdie congelé, s’est opérée en tenant compte uniquement du critère morphologique. Les blastocystes aneuploïdes n’ont pas étaient transférés. Dans ce sous-groupe de 200 blastocystes transférés, les taux d’implantation ont été comparés avec ceux  «  obtenus » par le KID Score.

L’analyse des données a montré une corrélation entre le statut de ploïdie des blastocystes analysés à J5 et la catégorie de KID Score pour tous les embryons. Ce résultat semblable a été retrouvé entre le statut de la ploïdie et la morphologie des blastocystes, c’est-à-dire que le taux de blastocyste euploïdie augmentait avec la catégorie du KID Score (faible, moyen, bon) et également avec l’amélioration de la morphologie.

Les taux d’implantations obtenus sur des embryons euploïdies en tenant compte des 3 catégories du KID Score uniquement (faible, moyenne, haute) et ce quelque soit leur morphologie, étaient respectivement de 47,7%, 59,5% et 73,9 %. En tenant compte de la morphologie seule (faible, moyenne, bonne), les taux d’implantations étaient plus faibles ou proches : 27,3 %, 59,6% et 63,5%.

L’intérêt de l’article repose sur l’approche combinée de la génétique et de l’apport de l’intelligence artificielle pour augmenter les taux d’implantations. Il démontre l’intérêt de l’usage du KID Score dans un centre donné comme un outil supplémentaire de sélection d’embryons euploïdes. Ces résultats devront être confirmés à plus grande échelle et sur de nombreux centres.

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Y. Lim, M. Lim, J. Chen, P. Wong.
Morphokinetics may provide a useful adjunct for selecting Euploid embryos with a high chance of implantation. Malaisie. Poster ESHRE 2019.
 

GÉNÉTIQUE ET INTELLIGENCE ARTIFICIELLE

La prestigieuse équipe de Cornell à New York a étudié la prédiction de la ploïdie du blastocyste en fonction d’un score grâce à un algorithme élaboré en tenant compte de la morphologie du blastocyste (degrés d’expansion, qualité de la masse cellulaire interne et du trophectoderme) et du jour d’obtention du blastocyste.

Ils ont mené une étude de cohorte rétrospective entre novembre 2011 et juin 2017.

Au total 11 364 blastocystes ont été biopsiés chez des femmes âgées de 21 ans à 48 ans (moyen d’âge : 36,8ans). Les biopsies ont été réalisées à J5 ou à J6 pour la recherche d’aneuploïdies en diagnostic pré implantatoire.

L’analyse des résultats montre que pour prédire l’euploïdie des blastocystes, les facteurs significatifs dans l’ordre d’importance sont les suivants : l’âge de la femme, le score du blastocyste, et le jour d’obtention du blastocyste. L’origine de l’ovocyte (donneuse versus autologue) ainsi que la méthode de fécondation n’étaient pas significatives.

Le taux d’euploïdie des blastocystes diminue de plus de 0,86 fois (IC : 95%, 0,84-0,87) par an lorsque l’âge avance. Une femme de 21ans a 66,7 fois plus de chance d’avoir des blastocystes euploïdes comparée à une femme de 48 ans (IC : 95%, 50,1-84,4).

Le score des blastocystes montre une corrélation linéaire avec le taux d’euploïdie et ce quel que soit la catégorie de l’âge de la femme. Le blastocyste avec le meilleur score a 12,9 fois plus de chance d’être euploïdie que celui avec le plus mauvais score. La chance d’avoir un blastocyste euploïdie sachant qu’il a le meilleur score passe de 80% à 40 % entre moins de 35 ans et plus de 40 ans !

Les limites de l’étude viennent du fait qu’elle est rétrospective et que les études génétiques pour déterminer la ploïdie ont été faites sur différentes plateformes. Ce score est intéressant puisqu’il peut être utilisé comme un marqueur prédictif non invasif notamment dans les pays où le DPI (diagnostic pré implantatoire) pour recherche d’aneuploïdies est interdit comme la France.

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Zaninovic, Q. Zhan, Z. Ye, R. CIarke, Z. Rosenwaks.
The blastocyst score, integrating morphologic grade and day of blastocyst development, is a predictor of blastocyst ploidy. Etats Unis. Poster ESHRE 2019.

 

APPORT DE LA TECHNOLOGIE DU TIMELAPSE SUR LE DÉVELOPPEMENT EMBRYONNAIRE ET L'IMPLANTATION

La technologie du Timelapse a permis de mieux comprendre des phénomènes visualisés au cours du développement embryonnaire notamment le rétro clivage (RC).

Une étude espagnole rétrospective portant sur 23 340 embryons, entre 2014 et 2018, traite de cette anomalie de clivage embryonnaire.

Le rétro clivage des embryons est un phénomène qui est passé longtemps inaperçu jusqu'à leur visualisation facilitée grâce au système de Timelapse. Ces effets semblent néfastes et sous souvent associés à la présence de cellules multinuclées.

2 groupes ont été étudiés : le groupe RC- avec 23 007 embryons sans retro clivage observé à J2 et J3, et le groupe RC+ avec 303 embryons montrant un rétro clivage à J2 et ou à J3. Les cycles proviennent tous de fécondation en ICSI, les embryons ont tous été mis en culture prolongée jusqu’à J5 ou J6 dans l’embryoscope.

La fréquence du rétro clivage à J2 et ou à J3 est de l’ordre de 1,3%. Les publications oscillent entre un taux à 0,4 et 7%. Le taux de développement embryonnaire dans le groupe RC+ était significativement plus bas que celui RC- (19,1% vs 54,2% avec p <0,05) ainsi que la présence de cellules multinuclées (71,5%vs 33,5% avec p<0,05). Cependant les embryons du groupe RC+ qui donnent à J5 de beaux blastocystes ont les mêmes taux de grossesses cliniques (54,2 vs 55,9) et (37,5vs 36,5) de taux de naissances que ceux du groupe RC- (37,5 vs 36,5).

Ces résultats, nous démontrent l’intérêt de la culture prolongée , en effet lorsque les embryons présentent des anomalies de clivages au stade précoce s’ils arrivent à surmonter et évoluer en beaux blastocystes grâce à des mécanismes de réparations, leurs chances d’implantations ne sont pas diminuées.

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J. CapdeviIa, S. Novo, J. Mass, M. SoIans, B. FreijomiI, C. CasteII, M. Làpez-Teijon.
Impact of reverse cleavage on in vitro development and reproductive outcomes of human embryos. Espagne. Poster ESHRE 2019.

 

 
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