Restauration Sécurisée de la Fertilité Après un Cancer : Nouvelles Approches Utilisant du Tissu Ovarien Congelé

Sommaire

• Introduction : Promesses et Défis de la Congélation du Tissu Ovarien
• Méthodologie de l'Étude
• Cinq Stratégies Expérimentales de Sécurité
• Maturation In Vitro des Ovocytes
• Construction d'un Ovaire Artificiel
• Techniques de Purge pour Éliminer les Cellules Cancéreuses
• Maturation des Ovocytes par Xénotransplantation
• Ovogenèse à Base de Cellules Souches
• Implications Cliniques pour les Patients Atteints de Cancer
• Limitations et Défis Actuels
• Recommandations pour les Patients et les Médecins
• Sources d'Information

Introduction : Promesses et Défis de la Congélation du Tissu Ovarien

La cryoconservation du tissu ovarien (congélation et stockage) s’est imposée comme une technique de préservation de la fertilité, particulièrement adaptée aux jeunes filles prépubères et aux patientes devant débuter rapidement un traitement anticancéreux. Elle consiste à prélever et congeler du tissu ovarien avant une chimiothérapie ou une radiothérapie, susceptibles de compromettre la fertilité. Cette approche a déjà fait ses preuves, avec plus de 200 naissances dans le monde après transplantation de tissu décongelé.

Plusieurs études rapportent des résultats encourageants. Une série menée dans cinq centres européens a montré une probabilité de 26 % d’obtenir au moins une naissance vivante après transplantation. Une autre étude multicentrique a même observé un taux de réussite de 41,6 %. Ces succès ont conduit des sociétés savantes, comme l’American Society for Reproductive Medicine et l’European Society of Human Reproduction and Embryology, à considérer cette technique non plus comme expérimentale, mais comme une prise en charge courante.

Néanmoins, des inquiétudes persistent quant à la sécurité. Le tissu ovarien congelé, stocké avant traitement ou après rémission, peut contenir des cellules cancéreuses métastatiques. Après décongélation et transplantation, ces cellules pourraient théoriquement provoquer une récidive. Si ce risque semble faible pour la plupart des tumeurs solides, il atteint jusqu’à 50 % pour les cancers hématologiques comme la leucémie.

Même un risque minime de réintroduction du cancer reste préoccupant, ce qui a motivé le développement de techniques innovantes pour l’éliminer. Cette revue examine cinq stratégies expérimentales susceptibles d’offrir, à l’avenir, des options plus sûres de restauration de la fertilité.

Méthodologie de l'Étude

Cette revue systématique a suivi les recommandations PRISMA (Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses). Le protocole a été préalablement enregistré sur PROSPERO (ID CRD42020197284).

Une recherche exhaustive a été menée le 8 juillet 2021 dans MEDLINE (via PubMed), EMBASE et la Cochrane Library. La stratégie de recherche, élaborée avec un bibliothécaire spécialisé de l’université Radboud de Nimègue, combinait des termes MeSH et des mots-clés en texte libre relatifs à la congélation du tissu ovarien et à la préservation de la fertilité.

Les critères d’inclusion étaient stricts : seules les études originales portant sur une restauration sécurisée de la fertilité à partir de tissu ovarien cryoconservé, impliquant du tissu humain, publiées en anglais entre 2000 et 2021, et axées sur la prévention de la réintroduction du cancer étaient retenues. L’année 2000 a été choisie car elle correspond à la première transplantation réussie de tissu ovarien décongelé.

Deux auteurs ont examiné indépendamment les études à l’aide de l’outil Rayyan QCRI, en évaluant titres, résumés et mots-clés, puis les textes intégraux. Les désaccords ont été résolus par discussion ou avec l’aide d’un troisième examinateur. Les références bibliographiques des articles retenus ont également été analysées pour identifier d’éventuelles études manquantes.

Sur 12 722 documents initialement identifiés (plus 18 issues des références), 8 914 ont été examinés après suppression des doublons. Après évaluation de 166 articles en texte intégral, 31 études répondant à tous les critères ont été incluses pour une synthèse qualitative. Ces travaux, datant de 2004 à 2021, ont été classés selon les cinq stratégies de sécurité étudiées.

Cinq Stratégies Expérimentales de Sécurité

Cette revue identifie cinq approches expérimentales visant à utiliser le tissu ovarien cryoconservé en toute sécurité après un cancer. Chacune cherche à prévenir la réintroduction de cellules malignes tout en exploitant le tissu congelé de la patiente.

Les cinq stratégies sont :

• Maturation in vitro (MIV) des ovocytes : Isoler et faire mûrir les ovocytes in vitro pour une FIV sans transplantation tissulaire.
• Construction d'un ovaire artificiel : Créer une structure biologique pour accueillir des follicules préalablement débarrassés des cellules cancéreuses.
• Stratégies de purge : Techniques visant à éliminer les cellules malignes tout en préservant les follicules sains.
• Xénotransplantation : Maturation des ovocytes par transplantation du tissu ovarien chez un animal immunodéficient.
• Ovogenèse à base de cellules souches : Produire de nouveaux ovocytes à partir de cellules souches, évitant ainsi tout recours au tissu ovarien.

Toutes ces stratégies en sont au stade expérimental et n’ont pas encore fait l’objet d’essais cliniques. Elles représentent des pistes prometteuses mais préliminaires, nécessitant davantage de recherches pour en établir la sécurité et l’efficacité. Les aspects éthiques, notamment pour la xénotransplantation et les cellules souches, devront également être approfondis avant toute application clinique.

Malgré leur statut expérimental, ces approches pourraient à terme offrir des alternatives sûres, en particulier pour les patientes à haut risque de métastases ovariennes. Les sections suivantes détaillent chaque stratégie, son état d’avancement, ses défis techniques et son potentiel clinique.

Maturation In Vitro des Ovocytes

La maturation in vitro (MIV) consiste à prélever des ovocytes immatures à partir de tissu ovarien et à les faire mûrir en laboratoire. Les ovocytes matures peuvent ensuite être fécondés in vitro, et les embryons transférés sans qu’il soit nécessaire de réimplanter du tissu potentiellement contaminé. Cette approche élimine tout risque de réintroduction du cancer.

Plusieurs techniques de MIV ont été développées, utilisant des ovocytes issus de différentes procédures. Cette revue se concentre sur celles obtenues à partir de tissu ovarien prélevé lors d’une ovariectomie, car c’est le cas de figure pour les patientes ayant cryoconservé du tissu avant traitement.

Des systèmes de culture sophistiqués, parfois multi-étapes, ont été mis au point pour la MIV à partir de follicules isolés ou de fragments de tissu. Ces protocoles peuvent inclure une phase d’isolation folliculaire et de croissance in vitro avant la maturation finale.

Telfer et son équipe ont pionnié un système en deux étapes en 2008. Leurs travaux ont montré que des follicules unilaminaires humains pouvaient être activés dans du tissu cortical fragmenté. Lors d’une seconde étape, les follicules secondaires étaient isolés et cultivés avec de l’activine A, une protéine favorisant la croissance folliculaire. Cette avancée a marqué un progrès significatif.

En 2018, McLaughlin et al. ont développé un système encore plus complexe. Du tissu cortical frais était fragmenté, laissant les follicules primordiaux et primaires se développer jusqu’au stade secondaire. Ces follicules étaient ensuite disséqués manuellement et cultivés avec de l’activine A et de la FSH, produisant des ovocytes matures (stade métaphase II) aptes à la fécondation.

Cependant, ces ovocytes maturés in vitro présentaient certaines anomalies par rapport à ceux maturés in vivo : des globules polaires anormalement grands et une expansion du cumulus moins marquée.

Une autre approche consiste à cultiver des follicules préantraux dans des matrices 3D d’alginate, qui préservent la structure folliculaire et améliorent tant la croissance que la maturation. Des études utilisant cette méthode ont également observé une production accrue d’œstradiol, signe d’une meilleure fonction folliculaire.

Construction d'un Ovaire Artificiel

L’ovaire artificiel vise à créer une structure biologique capable d’accueillir des follicules tout en éliminant les cellules cancéreuses potentielles. L’objectif est de fournir un environnement sécurisé pour le développement folliculaire, transplantable sans risque de récidive.

Divers matériaux ont été testés pour constituer cette structure : fibrine, agarose, Matrigel, ou des combinaisons fibrinogène/thrombine. Chacun présente des avantages spécifiques pour la survie et la croissance folliculaires.

Les propriétés mécaniques de la matrice influencent significativement le développement folliculaire. La matrice idéale doit offrir un support physique tout en permettant les échanges nutritifs. Les matrices de fibrine semblent particulièrement prometteuses car leur rigidité et leur ultrastructure se rapprochent de celles du cortex ovarien humain.

Outre les matrices synthétiques, les chercheurs explorent l’utilisation de cortex ovarien humain décellularisé — débarrassé de ses cellules, ne conservant que la matrice extracellulaire. Cette charpente naturelle pourrait être réensemencée avec des follicules purifiés de la patiente.

Cette approche permettrait de vérifier l’absence de cellules cancéreuses avant transplantation et d’optimiser l’environnement folliculaire, potentiellement pour de meilleurs taux de succès. Cependant, la création d’un ovaire artificiel pleinement fonctionnel, capable d’assurer un développement folliculaire complet et une restauration hormonale, reste un défi technique majeur.

Les recherches actuelles portent sur le choix des matériaux, les techniques de réensemencement et la survie à long terme des follicules. Bien que prometteuse, cette stratégie n’en est qu’à ses débuts et nécessite des travaux supplémentaires avant une application clinique.

Stratégies de Purgage pour Éliminer les Cellules Cancéreuses

Les techniques de purgage cherchent à éliminer les cellules malignes du tissu ovarien tout en préservant les follicules sains, permettant une utilisation sécurisée du tissu cryoconservé tout en conservant son environnement naturel favorable au développement folliculaire.

Plusieurs méthodes sont à l’étude : séparation physique, traitements chimiques, approches immunologiques et thérapie photodynamique. Chacune cible spécifiquement les cellules cancéreuses pour les détruire ou les extraire.

Les techniques physiques exploitent les différences de taille ou de densité entre cellules cancéreuses et follicules — par exemple, la centrifugation sur gradient de densité. Elles sont prometteuses mais pourraient ne pas éliminer toutes les cellules malignes, surtout si elles sont de taille similaire aux cellules folliculaires.

Les méthodes chimiques consistent à traiter le tissu avec des agents anticancéreux capables de cibler sélectivement les cellules malignes sans endommager les follicules. Le défi est de trouver le bon dosage et la durée d’exposition.

Les approches immunologiques utilisent des anticorps dirigés contre des marqueurs spécifiques des cellules cancéreuses, éventuellement conjugués à des toxines. Elles offrent une grande spécificité mais supposent l’identification de marqueurs absents des cellules folliculaires.

La thérapie photodynamique fait appel à des composés photosensibles absorbés préférentiellement par les cellules cancéreuses et activés par la lumière pour produire des substances toxiques. Efficace en surface, elle pourrait l’être moins pour les cellules enfouies dans le tissu.

Le principal défi est de garantir l’éradication complète des cellules cancéreuses sans altérer la viabilité folliculaire. Même quelques cellules résiduelles pourraient entraîner une récidive. Le développement de méthodes de détection ultrasensibles pour vérifier l’absence de cellules malignes avant transplantation est crucial, mais techniquement complexe.

Maturation des Ovocytes par Xénotransplantation

La xénotransplantation consiste à transplanter du tissu ovarien humain chez un animal immunodéficient pour y favoriser le développement folliculaire et la maturation des ovocytes. Ceux-ci sont ensuite prélevés pour une FIV, évitant ainsi la retransplantation chez la patiente et son risque de récidive.

Cette approche profite de l’environnement naturel offert par l’hôte animal, qui fournit hormones et nutriments via son système circulatoire, potentially améliorant la qualité des ovocytes par rapport aux systèmes purement in vitro.

Les souris immunodéficientes sont couramment utilisées comme hôtes. Le tissu est généralement transplanté sous la capsule rénale ou dans la bourse ovarienne pour faciliter le suivi et le prélèvement.

Des études ont montré que le tissu ovarien humain peut survivre et fonctionner chez la souris, avec progression des follicules. Cependant, le taux de production d’ovocytes matures et fécondables reste faible. Les recherches visent à optimiser les conditions de transplantation et d’hébergement.

Les questions éthiques sont importantes : l’utilisation d’animaux comme hôtes pour du tissu humain soulève des débats. De plus, les réglementations encadrant les chimères animal-humain varient selon les pays et sont strictes.

Les risques incluent la transmission potentielle d’agents pathogènes de l’animal à l’humain via les ovocytes, ou une contamination croisée. Des protocoles rigoureux sont nécessaires pour garantir une séparation biologique stricte.

Malgré ces défis, la xénotransplantation reste un outil de recherche précieux pour l’étude du développement folliculaire et le test de stratégies de sécurité. Elle pourrait, à terme, offrir une option viable si les questions éthiques et réglementaires sont résolues.

Ovogenèse à Base de Cellules Souches

Les approches par cellules souches visent à générer de nouveaux ovocytes à partir de cellules souches, offrant une source potentiellement illimitée sans recours au tissu ovarien — et donc sans risque de réintroduction du cancer.

Plusieurs types de cellules souches sont explorés : embryonnaires, pluripotentes induites (CSPi) et ovariennes. Chacune présente des avantages et des défis.

Les cellules souches embryonnaires peuvent se différencier en tout type cellulaire, y compris des ovocytes. Mais leur utilisation soulève des questions éthiques, et les ovocytes produits auraient le patrimoine génétique du donneur, sauf en cas de clonage thérapeutique.

Les CSPi, obtenues par reprogrammation de cellules adultes (comme des cellules cutanées) de la patiente, évitent ces problèmes éthiques et assurent une compatibilité génétique. Elles pourraient être différenciées en ovocytes.

Certaines études suggèrent que l’ovaire contiendrait des cellules souches capables de produire de nouveaux ovocytes tout au long de la vie, remettant en cause le dogme de l’épuisement du stock. Si confirmée, cette population pourrait être isolée, amplifiée et différenciée.

La génération d’ovocytes fonctionnels à partir de cellules souches est extrêmement complexe. Elle nécessite de reproduire en laboratoire l’ovogenèse, un processus survenant normalement durant la vie fœtale et impliquant une reprogrammation génétique et épigénétique fine. Si des ovocytes-like ont été produits chez la souris, obtenir des ovocytes humains matures et fécondables reste un défi de taille.

Les risques incluent des anomalies épigénétiques ou chromosomiques pouvant affecter le développement embryonnaire. Une validation rigoureuse de la normalité méiotique et des marquages épigénétiques est indispensable avant toute application clinique.

Bien que révolutionnaire, l’ovogenèse à base de cellules souches n’en est qu’à ses balbutiements. Des avancées fondamentales sont nécessaires, mais elle porte l’espoir d’une préservation de la fertilité radicalement nouvelle.

Implications Cliniques pour les Patient(e)s Atteint(e)s de Cancer

Ces recherches répondent à la principale préoccupation de la transplantation de tissu ovarien : le risque de réintroduction du cancer. Pour les survivantes, notamment celles atteintes de leucémie (risque d’atteinte ovarienne jusqu’à 50 %), ces approches pourraient ouvrir la voie à une parentalité biologique sûre.

Actuellement, les patientes candidates à une transplantation subissent un dépistage rigoureux du tissu stocké : immunohistochimie, analyses moléculaires, parfois xénotransplantation chez la souris. Mais ces tests sont destructifs et ne s’appliquent pas aux fragments destinés à être transplantés.

Même si les fragments testés sont sains, des micrométastases peuvent persister dans le reste du tissu, créant une incertitude source d’anxiété. Les stratégies examinées ici cherchent soit à éviter la transplantation (MIV, cellules souches), soit à garantir l’élimination totale des cellules cancéreuses (purge, ovaire artificiel).

Pour l’heure, la transplantation de tissu ovarien doit être réalisée dans des centres experts, après revue multidisciplinaire. Elle est généralement considérée sûre pour les tumeurs solides à faible risque d’atteinte ovarienne, mais reste controversée pour les cancers du sang.

Les patientes ayant cryoconservé du tissu devraient discuter de ces options émergentes avec leur spécialiste. Aucune n’est encore disponible, mais comprendre l’état de la recherche aide à anticiper les possibilités futures. La participation à des essais cliniques, lorsque ceux-ci démarreront, pourrait être envisagée.

Ces avancées profitent particulièrement aux jeunes patientes prépubères, pour qui la congélation d’ovocytes n’est pas possible et qui n’ont d’autre option que la cryoconservation de tissu ovarien. Pour elles, des techniques de transplantation sûres sont cruciales.

Limitations et défis actuels

Les cinq stratégies restent expérimentales et présentent des limitations importantes. La MIV produit peu d’ovocytes matures par rapport au nombre initial de follicules, et leur qualité — anomalies des globules polaires, expansion du cumulus — soulève des questions.

L’ovaire artificiel peine à reproduire fidèlement l’environnement ovarien naturel. Les matrices de fibrine sont prometteuses, mais maintenir la survie et la fonction folliculaires à long terme in vitro est difficile. Les techniques de réensemencement des follicules sur les échafaudages doivent encore être optimisées.

La purge doit concilier éradication complète des cellules cancéreuses et préservation des follicules. Les méthodes de détection actuelles peuvent manquer de sensibilité, et les traitements agressifs risquent d’endommager les follicules sains.

La xénotransplantation se heurte à des questions éthiques (bien-être animal, chimères) et réglementaires, qui freinent la recherche et retarderont la translation clinique.

L’ovogenèse à base de cellules souches affronte les défis biologiques les plus fondamentaux : méconnaissance des mécanismes de l’ovogenèse humaine, risques d’anomalies épigénétiques et chromosomiques. La sécurité doit être rigoureusement établie.

Toutes ces approches partagent des limites communes : petites cohortes, variabilité inter-individuelle, absence de suivi à long terme. La plupart des études utilisent du tissu de patientes non cancéreuses, limitant la généralisation. La congélation-décongélation elle-même peut altérer le tissu et réduire l’efficacité des techniques.

Le financement et la réglementation sont aussi des freins. Ces innovations requièrent des investissements lourds en recherche fondamentale, et les cadres réglementaires pour les techniques disruptives (cellules souches, xénotransplantation) sont encore flous ou restrictifs dans de nombreux pays.

Recommandations pour les patientes et les médecins

Plusieurs recommandations se dégagent de cette revue. La cryoconservation du tissu ovarien reste une option valide, surtout pour les patientes prépubères ou nécessitant un traitement urgent. Elle doit être discutée avec l’équipe d’oncologie avant toute thérapie.

Les patientes atteintes de cancers du sang (leucémie) doivent être informées du risque élevé d’atteinte ovarienne (jusqu’à 50 %). Pour elles, d’autres options de préservation — congélation d’ovocytes ou d’embryons après stimulation ovarienne — devraient être envisagées si possible.