Bilan d’une azoospermie et évaluation histologique de la spermatogenèse

Annales de pathologie (2010) 30, 182—195

MISE AU POINT

Bilan d’une azoospermie et évaluation histologique de la spermatogenèse Assessment of azoospermia and histological evaluation of spermatogenesis Geoffroy Robin a,b, Florence Boitrelle c, Xavier Leroy d, ¸ois Marcelli a, Marie-Claire Peers c, Franc Jean-Marc Rigot a, Valérie Mitchell c,∗ a

Service d’andrologie, EA 4308 Spermatogenèse et qualité du gamète mâle, hôpital Albert-Calmette, CHRU de Lille, 59037 Lille cedex, France b Service de médecine de la reproduction, hôpital Jeanne-de-Flandres, CHRU de Lille, 59037 Lille cedex, France c Laboratoire de spermiologie, EA 4308 Spermatogenèse et qualité du gamète mâle, hôpital Albert-Calmette, CHRU de Lille, boulevard du Professeur-Jules-Leclercq, 59037 Lille cedex, France d Laboratoire d’anatomie-pathologie, centre de biologie-pathologie, CHRU de Lille, 59037 Lille cedex, France Accepté pour publication le 28 mars 2010 Disponible sur Internet le 12 juin 2010

MOTS CLÉS Azoospermie ; Biopsie testiculaire ; Spermatogenèse

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Résumé L’azoospermie procède d’un mécanisme obstructif (obstacle sur les voies génitales) ou non obstructif (défaut de production testiculaire). La distinction repose sur un faisceau de données cliniques, spermiologiques, hormonales, échographiques, génétiques et histologiques. L’azoospermie est la principale indication de la biopsie testiculaire à visée thérapeutique et diagnostique. Les spermatozoïdes testiculaires sont traités au laboratoire de biologie de la reproduction pour une fécondation in vitro (synchrone ou asynchrone de la ponction ovocytaire) avec micro-injection du spermatozoïde dans l’ovocyte. L’étude histologique de la spermatogenèse est effectuée sur un échantillon testiculaire prélevé simultanément et complète le diagnostic de l’infertilité. Des altérations histologiques sont fréquemment observées dans le tissu testiculaire des hommes azoospermes. Dans l’azoospermie, trois phénotypes histologiques prévalent : les hypospermatogenèses, le syndrome des cellules de Sertoli seules (SCOS) et les arrêts de maturation des cellules germinales. Dans les formes pures, l’aspect est identique dans tous les tubes séminipares. Dans les formes mixtes, les aspects sont bigarrés. Les hypospermatogenèses prévalent dans l’azoospermie et sont de bon pronostic d’extraction de spermatozoïdes.

Auteur correspondant. Adresse e-mail : [email protected] (V. Mitchell).

0242-6498/$ — see front matter © 2010 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés. doi:10.1016/j.annpat.2010.03.015

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La prévalence du SCOS varie de 27 à 68 % et le taux moyen d’extraction des spermatozoïdes est de 16 à 33 %. Les arrêts de maturation, phénotypes peu fréquents, sont de faible pronostic d’extraction. Au total, l’examen histologique, seul moyen de décrire la spermatogenèse, doit être qualitatif et quantitatif avec une terminologie standardisée et compréhensible de tous. Il doit être confronté à l’extraction des spermatozoïdes testiculaires, aux données cliniques, échographiques, hormonales, génétiques et à l’issue des tentatives de fécondation in vitro. © 2010 Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.

KEYWORDS Azoospermia; Testicular biopsy; Spermatogenesis

Summary Azoospermia may be obstructive (blockage of the genital ducts) or non-obstructive (a lack of testicular production). The distinction is based on an ensemble of clinical, spermiological, hormonal, ultrasound, genetic and histological data. Azoospermia is the main indication for testicular biopsy for therapeutic and diagnostic purposes. Testicular spermatozoids are processed in the reproductive biology laboratory (simultaneously with oocyte retrieval or not) for in vitro fertilization with intra-cytoplasmic sperm injection. The histological study of spermatogenesis is usually performed on a testicular biopsy sample taken at the same time and provides additional diagnostic information on infertility. Histological alterations in the testicular tissues are frequently observed in azoospermic men. In non-obstructive azoospermia, three histological situations prevail: hypospermatogenesis, Sertoli-cell-only syndrome and germ cell arrest. One can distinguish between pure forms (in which all the seminiferous tubules have the same appearance) and mixed forms (in which the tubules’ aspects are heterogeneous). Hypospermatogenesis is highly prevalent in azoospermia and is characterized by a low, basal level of spermatozoid production. The prevalence of Sertoli-cell-only syndrome varies from 27 to 68% and the mean spermatozoid recovery rate is between 16 and 33%. Germ cell arrests are rare phenotypes and have a poor prognosis for spermatozoid recovery. Overall, histological examination (still the only way to fully describe spermatogenesis) must be qualitative and quantitative, with the adoption of a standardized, universally understood terminology. It is essential to compare the histological data with (i) recovery of testicular spermatozoids, (ii) clinical, ultrasound, hormonal and genetic data and (iii) the outcome of IVF/ICSI procedures. © 2010 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.

Introduction Le prélèvement de la pulpe testiculaire existe depuis le début du xxe siècle. C’est l’une des procédures les plus importantes de l’étude de l’infertilité masculine et de la détection des tumeurs du testicule. Après Roosen-Runge et al. en 1957 [1] qui décrivent et quantifient les compartiments du tissu testiculaire, Clermont en 1963 [2] apporte pour la première fois la notion de cycle dynamique de l’épithélium du tube séminipare chez l’homme, en même temps qu’une estimation qualitative et quantitative de la spermatogenèse. Cette description originale ouvre alors le champ à de nombreuses méthodes d’évaluations quantitatives de la spermatogenèse et à plusieurs classifications des atteintes de la spermatogenèse [3—6]. La prise en charge de l’infertilité masculine a considérablement évolué grâce à l’introduction des méthodes de procréation assistée comme la fécondation in vitro avec la micro-injection intracytoplasmique du spermatozoïde dans l’ovocyte (FIV/ICSI) chez les hommes présentant une oligozoospermie sévère ou une azoospermie. Les dosages hormonaux et les découvertes génétiques permettent un diagnostic plus précis de l’infertilité masculine. Des grossesses sont d’abord rapportées dans l’azoospermie « par obstacle » (obstructive). La biopsie testiculaire devient alors une méthode thérapeutique dans l’azoospermie obstructive sans possibilité de réparation [7], mais également dans l’azoospermie non obstructive, c’est-à-dire liée à une altération de la spermatogenèse [8,9]. La prise en charge du couple dont l’homme est azoosperme est liée à un programme de procréation assistée. Dans ce contexte, la biopsie testiculaire diagnostique est généralement faite dans le même temps opératoire que

l’extraction chirurgicale des spermatozoïdes testiculaires. Elle garde un intérêt diagnostique certain qui est de compléter le bilan d’infertilité et de permettre l’évaluation qualitative et quantitative de la spermatogenèse. De plus, après un premier échec de l’extraction des spermatozoïdes testiculaires, elle peut constituer un élément décisionnel important lorsqu’une nouvelle extraction chirurgicale de spermatozoïdes en vue de FIV/ICSI est envisagée. Les objectifs de cette mise au point sont d’évoquer les principales étiologies et indications de l’azoospermie, les méthodes de prélèvement chirurgical des spermatozoïdes testiculaires, la préparation de la pulpe testiculaire pour la FIV/ICSI et de décrire les tableaux histologiques rencontrés et leur prévalence dans l’azoospermie.

Étiologies des azoospermies L’azoospermie est la principale indication de la biopsie testiculaire. Elle procède de deux mécanismes : obstructif par obstacle sur les voies génitales ou non obstructif par défaut de production testiculaire des spermatozoïdes. La distinction entre les deux types d’azoospermie repose sur un faisceau de données cliniques, spermiologiques, hormonales, échographiques, génétiques et histologiques.

Les azoospermies obstructives Les étiologies des azoospermies obstructives peuvent être classées dans quatre groupes. Dans le premier groupe, les canaux déférents et/ou vésicules séminales sont absents par anomalie congénitale de l’appareil génito-urinaire où il existe soit un défaut de développement des dérivés Wolf-

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fiens, soit une atrésie secondaire de tout ou partie des canaux déférents et/ou des vésicules séminales. Un deuxième groupe comprend les obstructions épididymaires et/ou déférentielles qui correspondent à des séquelles d’infections génitales. Les antécédents de vasectomie constituent le troisième groupe. Et enfin, plus rarement, de volumineux kystes prostatiques comprimant les canaux éjaculateurs constituent le quatrième groupe d’azoospermies obstructives.

tisme et/ou torsion testiculaire, chirurgie inguinoscrotale, chimiothérapie, obésité, infections sexuellement transmissibles, tabagisme, alcoolisme, prise de cannabis, autres toxiques ou médicaments. . .), les antécédents familiaux d’infertilité masculine et de maladies héréditaires (anomalies chromosomiques, mucoviscidose. . .), d’évaluer les fonctions testiculaires (recherche d’un hypoandrisme clinique et palpation testiculaire) et les voies excrétrices spermatiques (recherche d’une dilatation épididymaire ou d’une absence d’un ou des deux canaux déférents) [15,16].

Les azoospermies non obstructives

Spermogramme

Les azoospermies non obstructives relèvent dans la majorité des cas d’un trouble de production des spermatozoïdes par les testicules (déficit sécrétoire) de cause périphérique ou centrale. Dans les causes périphériques, une atteinte fonctionnelle du testicule entraîne une altération profonde des processus méiotiques et des fonctions sertoliennes. Les étiologies sont d’origine génétique avec des anomalies du nombre et/ou de structure des chromosomes (syndrome de Klinefelter, microdélétions azoospermia factor [AZF] du chromosome Y, mutations inactivatrices du récepteur de l’hormone folliculo-stimulante [FSH]) [10—12], ou acquises (cryptorchidie, anorchidie, chirurgie inguinoscrotale, toxiques, traumatismes inguinoscrotaux, orchites infectieuses, épisodes itératifs de torsions et/ou de subtorsions testiculaires. . .). Cependant, les azoospermies non obstructives périphériques restent inexpliquées et idiopathiques dans environ 50 % des cas. La varicocèle clinique agit comme un cofacteur susceptible d’aggraver un trouble préexistant de la spermatogenèse qui peut alors conduire à une azoospermie. Dans les azoospermies non obstructives centrales, il existe une anomalie de l’axe hypothalamohypophysaire gonadotrope aboutissant à un défaut de stimulation du testicule par les gonadotrophines FSH et hormone lutéinisante (LH). Ces déficits gonadotropes (hypogonadismes hypogonadotropes) restent une cause rare d’azoospermie. Ils s’accompagnent de manière quasi-constante d’un hypoandrisme plus ou moins marqué et d’une hypotestostéronémie. Il peut s’agir de déficits gonadotropes congénitaux (impubérisme complet ou partiel) dont la liste des gènes impliqués ne cesse d’augmenter (syndrome de Kallmann-de Morsier, mutations des gènes codant pour le récepteur de la GnRH ou pour les sous-unités ␤ des gonadotrophines FSH et LH, mutations du gène GPR54, syndrome de Prader-Willy. . .) [13] ou de déficits gonadotropes acquis (tumeurs hypothalamiques et hypophysaires, iatrogénie médicamenteuse, atteintes post-radiques ou postchirurgicales de la région sellaire, maladies infiltratives, anorexie mentale. . . [14]). Le recours à l’extraction chirurgicale de spermatozoïdes testiculaires dans ce groupe est exceptionnel et ne se justifie qu’en cas d’échec d’au moins une année de traitement bien conduit par gonadotrophines qui peut permettre de stimuler la spermatogenèse.

L’azoospermie doit être confirmée après réalisation d’au moins deux spermogrammes avec absence de spermatozoïde après centrifugations. Le volume de l’éjaculat et le pH séminal peuvent orienter vers certaines causes d’azoospermie. Une hypospermie (volume d’éjaculât inférieur à 2 mL) peut traduire soit une atteinte des voies excrétrices et/ou des glandes participant à l’élaboration du sperme (vésicules séminales, prostate, anse épididymo-déférentielle. . .), soit une faible imprégnation en androgènes (l’activité excrétoire de la prostate et des vésicules séminales est en partie androgéno-dépendante) [17]. La valeur normale du pH séminal oscille entre 7,2 et 8. Un pH acide (pH < 7,2) peut évoquer une atteinte des vésicules séminales et/ou des anses épididymo-déférentielles alors qu’un pH alcalin (pH > 8) peut évoquer une atteinte prostatique. Un examen des marqueurs biochimiques du liquide séminal est prescrit en seconde intention à chaque fois qu’est suspectée une anomalie des glandes et voies génitales (absence de canaux déférents à l’examen clinique, dilatation épididymaire, hypospermie, pH séminal pathologique, vésicules séminales dystrophiques. . .) [18]. L’analyse consiste à doser dans le sperme un ou plusieurs marqueurs spécifiques des glandes ou voies génitales masculines : le fructose pour les vésicules séminales, la L-carnithine ou l’˛glucosidase pour l’épididyme, le zinc, l’acide citrique et/ou les phosphatases acides pour la prostate (au moins deux marqueurs parmi les trois cités). L’abaissement de l’un ou de plusieurs de ces marqueurs signe une atteinte ou une obstruction — de sévérité variable — des glandes et voies séminales extratesticulaires et aide ainsi à en localiser le niveau.

Dosages hormonaux Tous les patients azoospermes bénéficient de dosages hormonaux pour évaluer la fonctionnalité des compartiments sertoliens et leydigiens, dont les interactions complexes sont nécessaires au bon déroulement de la spermatogenèse [19]. La fonction sertolienne est évaluée par des dosages de la FSH et d’inhibine B sérique. La fonction leydigienne est explorée par un dosage de la testostérone totale. En cas d’hypotestostéronémie, un dosage de la LH et de la prolactine complétent le bilan étiologique de l’hypogonadisme.

Explorations radiologiques

Diagnostic et bilan d’une azoospermie Examen clinique L’interrogatoire et l’examen clinique permettent de préciser les facteurs ou antécédents susceptibles d’altérer la fertilité (âge supérieur à 55 ans, cryptorchidie, trauma-

Une échographie du contenu scrotal est systématiquement pratiquée chez les patients azoospermes. Au cours de cet examen, le radiologue mesure le volume testiculaire. La valeur seuil pour le diagnostic d’hypotrophie testiculaire est fixée à 16 mL [20,21]. L’étude de l’échostructure du parenchyme permet la recherche de nodules ou de micro-

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Figure 1. Représentation schématique du chromosome Y et localisation des régions azoospermia factor sur le bras long du chromosome Y. SCOS : syndrome des cellules de Sertoli seules : aplasie des cellules de la lignée germinale. The chromosome Y and the location of azoospermia factor regions along the long arm. SCOS: Sertoli-Cell-Only Syndrome.

calcifications intratesticulaires. L’échographie testiculaire dans le bilan étiologique d’une azoospermie est d’autant plus importante qu’il a été clairement démontré qu’il existait un lien entre cancer du testicule et infertilité masculine [22]. La recherche d’une varicocèle est également systématique. Pour les patients qui présentent une suspicion d’atteinte des voies séminales profondes (absence de canaux déférents, dilatation épididymaire, hypospermie, biochimie séminale perturbée. . .), une étude échographique du carrefour prostato-vésiculo-déférentiel est réalisée par voie rectale. S’il existe une suspicion d’anomalies, une IRM pelvienne pourra préciser le diagnostic anatomique [23]. En outre, cet examen permet de visualiser les canaux déférents sur l’ensemble de leur trajet pelvien, donc de diagnostiquer d’éventuelles agénésies sur des portions non accessibles à l’examen clinique [24]. Compte tenu de la fréquente association entre les anomalies génitales et urinaires, un examen échographique systématique des deux reins et des voies excrétrices urinaires est réalisé simultanément.

Caryotype constitutionnel Tous les patients azoospermes bénéficient de la réalisation d’un caryotype constitutionnel en résolution standard sur lymphocytes sanguins à la recherche d’une anomalie du nombre et/ou de la structure des gonosomes et des autosomes. Certaines anomalies cytogénétiques peuvent perturber les processus méiotiques de la gamétogenèse (mésappariements des chromosomes homologues en prométaphase) et donc être impliquées dans la physiopathologie de certaines azoospermies. L’anomalie chromosomique la plus fréquemment associée à l’azoospermie est le syndrome de Klinefelter (11 % environ) qui correspond à la présence d’un chromosome X surnuméraire (formule chromosomique : 47, XXY) [11,19].

Autres explorations Microdélétions du chromosome Y La recherche de microdélétions du chromosome Y par PCR est pratiquée systématiquement chez les patients azoospermes [25]. En effet, sur le bras long du chromosome Y, dans la région Yq11, il existe une région « critique » pour le bon déroulement de la spermatogenèse. Trois loci particuliers ont été ainsi identifiés au sein de cette région comme étant à l’origine de certaines azoospermies et oligozoospermies sévères (Fig. 1). Elles portent les noms AZFa,

AZFb et AZFc. Le mécanisme de formation de ces microdélétions du chromosome Y est secondaire à des phénomènes de réarrangements homologues entre des séquences palindromiques répétitives au sein même du chromosome Y [26,27]. Les microdélétions dans les régions AZFa ou AZFb sont responsables de troubles de la spermatogenèse plus sévères (aplasie des cellules germinales : le syndrome des cellules de Sertoli seules [SCOS], ou arrêt de maturation : germ cell arrest [GCA]) que celles de la région AZFc.

Mutations du gène cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) Les patients qui présentent une absence bilatérale ou unilatérale des canaux déférents ou des signes spermiologiques pouvant évoquer une obstruction au niveau de l’anse épididymo-déférentielle et/ou un dysfonctionnement des vésicules séminales (hypospermie, pH séminal acide, fructose séminal bas. . .) bénéficient d’une recherche de mutations du gène CFTR, afin de dépister une mucoviscidose « mineure » [28]. Le gène CFTR (ABCC7) est localisé sur le bras long du chromosome 7, en position 7q31. Les kits diagnostiques utilisés en routine dans les laboratoires de biologie médicale permettent de détecter une trentaine de mutations du gène CFTR (mutations le plus souvent impliquées dans les formes sévères multiviscérales de la mucoviscidose).

Autres mutations Concernant les patients ayant une azoospermie non obstructive en rapport avec un déficit gonadotrope congénital, il sera possible de rechercher des mutations de gènes en fonction des données fournies par l’examen clinique et le bilan endocrinien : gènes KAL1, KAL2, KAL3, KAL4 et plus récemment KAL5 pour le syndrome de Kallmann-de Morsier, gènes GPR54 ou du récepteur de la GnRH pour les déficits gonadotropes isolés. . .[13].

Conseil génétique Lorsqu’une anomalie génétique est mise en évidence, avant de poursuivre la prise en charge en assistance médicale à la procréation, un conseil génétique est systématiquement délivré aux patients. Cette étape est essentielle car elle permet d’informer des risques de transmission de ces anomalies à la descendance en cas de recours à la FIV/ICSI intraconjugale et de proposer dans certaines situations un diagnostic prénatal (DPN), voire préimplantatoire (DPI).

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Figure 2. Conduite diagnostique face à une azoospermie. The andrological management of azoospermic men.

Au total, à l’issue de ce bilan étiologique, avant le recours à une extraction chirurgicale de spermatozoïdes en vue de FIV/ICSI, les patients sont classés en fonction du type d’azoospermie (Fig. 2).

La biopsie testiculaire dans le bilan d’une azoospermie et méthodes de prélèvement des spermatozoïdes testiculaires Selon le type d’azoospermie, le prélèvement chirurgical peut avoir lieu au niveau des canaux déférents, de l’épididyme et/ou du testicule. Ce prélèvement permet d’évaluer le capital et la qualité des spermatozoïdes en vue d’une FIV/ICSI, quelle que soit l’étiologie de l’infertilité. La biopsie testiculaire permet également de détecter une éventuelle néoplasie germinale in situ, au moment de l’orchidopexie et dans les situations à risque (cryptorchidie, microlithiases . . .). Cette évaluation est appuyée par un immunomarquage de la phosphatase alcaline placentaire (PLAP). Bien que controversée [29], la question de la biopsie testiculaire du testicule controlatéral au testicule tumoral afin de détecter un éventuel carcinome in situ se pose car des tumeurs testiculaires bilatérales sont découvertes avec une incidence variant de 3,1 [30] à 5,2 % [31]. Dans les cas où aucune éjaculation (anéjaculation) ne peut être obtenue par stimulation pharmacologique (utilisation d’agents ␣-stimulants comme la midodrine ou certains antidépresseurs tricycliques), mécanique (vibromassage), électrique (par voie transrectale), on peut envisager le recours à un prélèvement chirurgical des spermatozoïdes. Plusieurs techniques d’extraction de spermatozoïdes testiculaires ont été décrites (prélèvements chirurgicaux versus percutanés) [32].

La biopsie testiculaire Depuis les années 1990 [33], les biopsies testiculaires dites « ouvertes » sont pratiquées dans un but thérapeutique pour

l’extraction des spermatozoïdes suivie de FIV/ICSI. Cette approche est utilisée avec succès dans l’azoospermie non obstructive mais aussi dans les azoospermies obstructives congénitales (agénésie bilatérale des vésicules séminales et des canaux déférents ABVD) ou en rapport avec un antécédent de vasectomie, après échec de prélèvements épididymaires et déférentiels. Dans le cas des azoospermies non obstructives, en particulier lorsque la spermatogenèse est focalisée, il semblerait que la biopsie de plusieurs sites augmente significativement le taux d’extraction des spermatozoïdes [34—37]. Le prélèvement de pulpe testiculaire se fait par un abord scrotal direct, volontiers bilatéral, en l’absence d’anomalie parenchymateuse testiculaire constatée sur l’examen échographique réalisé en préopératoire. Si un nodule est détecté, l’abord sera unilatéral et intéressera le testicule le plus « sain ». Les fragments de pulpe testiculaire sont adressés au laboratoire de biologie de la reproduction pour l’extraction des spermatozoïdes, au service de pathologie pour l’histologie fonctionnelle de la spermatogenèse et la recherche éventuelle d’une néoplasie germinale intratubulaire. La question se pose aujourd’hui de prélever systématiquement un fragment de pulpe destiné à compléter le diagnostic histologique par des techniques de biologie moléculaire [38—42]. La biopsie testiculaire n’est pas une intervention anodine, notamment en raison du risque d’atteinte vasculaire nourricière pouvant conduire à une atrophie testiculaire. Ce risque reste faible lorsque le prélèvement concerne un site unique, mais augmente en cas de biopsies multifocales [43]. Le nombre « approprié » de biopsies devant être pratiquées reste à l’heure actuelle controversé. Malgré ces limitations, cette méthode est celle qui permet un taux élevé d’extraction de spermatozoïdes et l’obtention dans le même temps d’un examen histologique diagnostique. Récemment introduite, l’utilisation du doppler couleur permettrait de repérer en peropératoire les régions plus vascularisées qui présenteraient théoriquement plus de chances d’être spermatogéniques, pour optimiser l’extraction des spermatozoïdes [44].

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L’aspiration percutanée des spermatozoïdes testiculaires L’aspiration est effectuée sous anesthésie locale, après stabilisation du testicule, avec une aiguille ou un pistolet automatique. Généralement, plusieurs échantillons sont aspirés au même site de ponction. Les échantillons, immergés dans un milieu de culture, sont examinés extemporanément à la recherche de spermatozoïdes. Cette approche qui a pour elle la simplicité et son faible coût est déconseillée dans l’azoospermie non obstructive du fait de sa faible « rentabilité » par rapport à la biopsie [35,45—47], même après aspirations multiples. Cette technique ne permet pas d’analyse histologique.

La microdissection des tubes séminipares Il est possible de détecter les tubes spermatogéniques au microscope et de les microdisséquer. En effet, les tubes séminipares qui présentent une spermatogenèse et des cellules germinales sont plus larges et leur couleur plus opaque que ceux qui n’en présentent pas [48]. L’avantage de cette méthode est de limiter les prélèvements aux seuls tubes susceptibles de présenter une spermatogenèse en ne prélevant qu’une quantité réduite de tissu. Les tubes de diamètre supérieur à 110 ␮m permettent d’extraire des spermatozoïdes dans 86 % des cas [49]. Cette technique améliore le rendement d’extraction tant dans les azoospermies obstructives [48], dans le syndrome de Klinefelter [50,51], qu’en cas de cryptorchidie [52]. Un autre avantage serait de limiter les complications vasculaires [43].

Choix de la technique d’extraction des spermatozoïdes testiculaires Le choix de la méthode d’extraction des spermatozoïdes testiculaires est guidé par le type d’azoospermie, les circonstances cliniques, les habitudes et l’expérience du

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centre. La méthode « idéale » doit assurer le prélèvement d’un nombre suffisant de spermatozoïdes à injecter dans l’ovocyte, tout en minimisant le traumatisme testiculaire. Le recours à une méthode chirurgicale, théoriquement plus invasive que les méthodes de prélèvement percutané, permet d’obtenir une plus grande quantité de spermatozoïdes épididymaires ou testiculaires. Elle est pratiquée en première intention dans les azoospermies non obstructives et en seconde intention dans les azoospermies obstructives en cas d’échec de prélèvement épididymaire [53—55]. La méthode qui paraît aujourd’hui donner la meilleure chance d’extraction d’un nombre suffisant de spermatozoïdes est la biopsie testiculaire avec prélèvement d’un fragment unique de bonne taille, ou de plusieurs fragments plus petits. La méthode la moins invasive et délétère est certainement l’aspiration des spermatozoïdes à l’aiguille fine. Elle peut être dans certains cas proposée en préopératoire comme une cartographie préalable afin d’optimiser l’extraction chirurgicale [56]. La microdissection combine les avantages d’une approche peu invasive tout en s’assurant de l’observation des zones de tissus testiculaires spermatogéniques. Il est actuellement difficile de recommander une méthode plutôt qu’une autre dans l’état actuel des évaluations [57,58]. Quelle que soit la méthode de prélèvement, il est effectué en milieu chirurgical, sous anesthésie générale ou locale par un chirurgien habilité à effectuer ces prélèvements (agrément délivré par l’Agence de biomédecine).

Traitement de la biopsie testiculaire au laboratoire de biologie de la reproduction Les spermatozoïdes extraits à partir d’un fragment testiculaire seront traités et utilisés pour une FIV/ICSI. Dans la FIV/ICSI synchrone, tout ou partie des spermatozoïdes sont utilisés le jour de l’extraction chirurgicale en vue d’une micro-injection ovocytaire. Le prélèvement chirurgi-

Figure 3. Étapes du traitement de la pulpe testiculaire au laboratoire de biologie de la reproduction. The management of the testicular biopsies in the laboratory of Biology of Reproduction.

188 cal des spermatozoïdes a lieu le jour de la ponction ovocytaire ; ce qui implique que la partenaire a déjà commencé un cycle d’hyperstimulation ovarienne contrôlée et qu’il existe une coordination entre les équipes des services d’urologieandrologie, d’assistance médicale à la procréation et de biologie de la reproduction. Les spermatozoïdes restants sont cryopréservés pour les autres tentatives de FIV/ICSI. Dans la FIV/ICSI asynchrone, tous les spermatozoïdes sont cryopréservés. Le prélèvement chirurgical des spermatozoïdes précède alors le cycle d’hyperstimulation ovarienne contrôlée et les paillettes sont décongelées le jour de la ponction ovarienne échoguidée, peu de temps avant la micro-injection ovocytaire. Cette méthode permet d’éviter des ponctions ovocytaires inutiles si l’extraction chirurgicale des spermatozoïdes est négative. Au laboratoire de biologie de la reproduction, le tissu testiculaire est pesé et dilacé mécaniquement à l’aide de scalpels dans une boîte de pétri contenant un milieu de conservation. Le produit de dilacération est repris dans un tube Eppendorf® . Le tissu résiduel est soumis à des frottements rotatifs à l’aide d’une aiguille intramusculaire (Fig. 3). Cette technique permet de dissocier les cellules somatiques des cellules germinales. Certaines équipes utilisent des techniques de digestion enzymatique (collagénases) seules ou en complément de la dilacération mécanique [59,60]. Quelques gouttes de la préparation sont ensuite examinées au microscope inversé à contraste de phase à la recherche de spermatozoïdes. Leur numération, vitalité, morphologie et mobilité sont évaluées.

Évaluation histologique de la spermatogenèse Préparation du tissu testiculaire Il est essentiel que la pulpe testiculaire ne soit ni comprimée ni délabrée car il s’agit d’un tissu mou. La biopsie est fixée immédiatement au lieu de prélèvement préférentiellement dans un fixateur autre que le formol seul. Un fixateur tamponné à base de formol et d’acide acétique (Annexe 1 [61]) remplace le liquide de Bouin. Ce fixateur tamponné est stable, préserve la morphologie tissulaire et convient généralement aux techniques complémentaires d’immunohistochimie et d’hybridation moléculaire in situ. La biopsie est techniquée en routine dans le service de pathologie : inclusion en paraffine, coupes de 4—5 ␮m et coloration hématéine éosine safran (HES). Une variante où le vert FCF remplace le safran, différencie avantageusement en vert les fibres de collagène. Bien qu’elle permette de faire des coupes plus fines (1 ␮m), l’inclusion en résine n’est pratiquement plus utilisée dans les services de pathologie du fait de l’impossibilité de réaliser d’éventuelles techniques complémentaires : immunohistochimie, hybridation in situ, microdissection laser. . .

Aspect histologique du testicule normal La spermatogenèse consiste en une série de processus cellulaires permettant la transformation des spermatogonies souches en spermatozoïdes (Fig. 4 A, B). Elle est subdivisée en spermatogoniogenèse (mitoses des spermatogonies), méiose, spermiogenèse (différenciation des spermatides en spermatozoïdes) et spermiation (libération des spermatozoïdes dans la lumière des tubes séminipares).

G. Robin et al. Le parenchyme testiculaire est constitué de tubes séminipares groupés et séparés par un tissu interstitiel lâche comportant de petits ilôts leydigiens irrégulièrement répartis. Les cellules de Leydig présentent un noyau arrondi clair et un cytoplasme éosinophile renfermant des lipofuscines et parfois un organite allongé de 3 ␮m : le cristalloïde de Reinke (Fig. 5 D). Chaque tube séminipare dont le diamètre moyen est de 180 ␮m est limité par une gaine péritubulaire de 4—6 ␮m constituée d’une membrane basale, de cellules myoïdes et de fibroblastes. L’épithélium des tubes séminipares est constitué de cellules germinales et de cellules de Sertoli, au noyau triangulaire encoché et nucléolé, au nombre moyen d’une dizaine par tube formant une couche unistratifiée. L’épithélium germinal comporte tous les éléments de la lignée germinale. Les différents stades de maturation des cellules germinales sont identifiés par leur disposition et leur taille caractéristiques. Les spermatogonies (15—20 ␮m) sont situées au contact de la membrane basale et, au fur et à mesure de leur développement, la zone de contact diminue. Les spermatogonies A sombres (Ad dark) ont un noyau rond avec une chromatine en flaque. Les spermatogonies A pâles (Ap) présentent un noyau rond à chromatine homogène et finement granulaire. Les spermatogonies B ont un noyau plus grand à chromatine floconneuse renfermant plusieurs nucléoles centraux. Les cellules germinales plus matures ne sont plus au contact de la membrane basale. Les spermatocytes sont des cellules ovalaires au noyau arrondi plurinucléolé. Les spermatocytes I (25—30 ␮m) sont nombreux, facilement identifiables, centraux dans l’épithélium séminipare et caractérisés par l’aspect chevelu de leur chromatine correspondant aux chromosomes. Les spermatocytes II (10—12 ␮m) ont une durée de vie de quelques heures et ne sont généralement pas visualisés. Les spermatides jeunes (8—10 ␮m) présentent un noyau ovoïde à chromatine dispersée. Les spermatozoïdes (5 ␮m) ont un noyau dense et sont normalement en position centrale près de la lumière tubulaire. Les cellules germinales au même stade de développement sont le plus souvent regroupées. Compte tenu du cycle spermatogénique, tous les stades ne sont cependant pas obligatoirement présents dans une section de tube séminipare.

Phénotypes histologiques testiculaires dans l’azoospermie Des modifications histologiques sont fréquemment observées dans le tissu testiculaire des hommes azoospermes. Elles peuvent concerner deux compartiments : celui des tubes séminipares et/ou celui du tissu interstitiel. Trois tableaux histologiques prédominent dans l’azoospermie : les hypospermatogenèses, le SCOS et les GCA.

Les hypospermatogenèses Dans les hypospermatogenèses, la spermatogenèse se déroule généralement jusqu’à la maturation de spermatozoïdes (Fig. 4 C, D). Les cellules germinales sont raréfiées et, dans l’éjaculât, on n’observe généralement pas de spermatozoïde, soit parce qu’un taux trop faible de spermatozoïdes est produit, soit parce qu’il y a un défaut des dernières phases de la spermiation. En effet, alors que 17 à 35 spermatides sont observées dans une section de tube séminipare normal, on compte quatre à six spermatides seulement en moyenne dans l’azoospermie non

Bilan d’une azoospermie et évaluation histologique de la spermatogenèse

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Figure 4. Biopsies testiculaires à spermatogenèse normale (A, B) et hypospermatogenèse complète (C, D). A. Plusieurs tubes séminipares de diamètre normal. B. Détail de l’épithélium germinal. Noter la maturation ordonnée des spermatogonies (contre la gaine péritubulaire), des spermatocytes, des spermatides et des spermatozoïdes vers le centre de la lumière. C. Tubes séminipares présentant une hypospermatogenèse avec une maturation désordonnée des cellules germinales. La lumière est obstruée par des cellules germinales immatures. D. Détail de l’épithélium germinal. Noter la présence de tous les stades germinaux diminués en nombre de cellules au stade spermatogonie, spermatocyte, spermatide et spermatozoïde. Les biopsies testiculaires sont fixées dans le liquide de Bouin et colorées par l’hématoxyline-éosine-vert FCF. Grossissements : A × 250 ; B × 630 ; C × 400 ; D × 630. Testicular biopsies witth normal spermatogenesis (A, B) and complete hypospermatogenesis (C, D). A. The tubular diameters are normal. B. The germinal epithelium shows spermatogonia (against the peritubular wall), spermatocytes, round and elongated spermatids, and spermatozoa. C. Complete hypospermatogenesis with general reduction of germ cell elements but all of them are identified. Note that the lumen is obstructed with immature germ cells. D. Breakdown of germ cells in complete hypospermatogenesis. All stages of germ cells are present but in reduced number. Testicular tissues are fixed in Bouin fixative and haematoxylin-eosin-green FCF. Original magnifications: A × 250; B × 630; C × 400; D × 630.

obstructive avec hypospermatogenèse [62]. Ainsi, compte tenu du faible nombre de cellules germinales en développement, il n’est pas rare de ne trouver ni spermatide ni spermatozoïde dans la pulpe testiculaire (Fig. 5 A). On parle alors d’hypospermatogenèse incomplète en opposition à l’hypospermatogenèse complète où tous les stades de la spermatogenèse sont visualisés et dont le pronostic en termes d’extraction chirurgicale de spermatozoïdes n’est pas comparable. L’hypospermatogenèse incomplète doit être bien distinguée des arrêts de maturation. Les hypospermatogenèses peuvent être uniformes (forme pure), ou observées dans une partie des tubes en proportion variable (formes mixtes). Dans l’azoospermie, la prévalence des hypospermatogenèses est de 32 % [63]. Le succès du prélèvement de spermatozoïdes testiculaires dans les hypospermatogenèses est moins péjoratif que dans les autres phénotypes. Il est cependant variable et dépend du pourcentage de tubes séminipares spermatogéniques et du nombre de cellules germinales matures observées.

Les syndrome des cellules de Sertoli seules Les SCOS sont en principe des phénotypes purs dans lesquels la totalité des tubes séminipares présente des cellules de Sertoli, sans aucune cellule germinale (Fig. 5 B, C). Observés dans l’azoospermie non obstructive, leur prévalence varie de 27 à 68 % [61,64]. Les SCOS peuvent appartenir à deux

groupes étiologiques : les formes primitives et les formes acquises [65]. Dans les formes primitives, les cellules de Sertoli sont matures et présentent une morphologie normale. Le diamètre des tubes séminipares est subnormal et constant, le tissu interstitiel est peu modifié. Les cellules germinales sont absentes, et on ne trouve donc théoriquement pas de spermatozoïde dans les testicules de ces patients. Une des hypothèses avancées est que la migration des cellules germinales primordiales du sac vitellin vers la gonade indifférenciée ne s’est pas déroulée normalement. Dans les formes acquises secondaires, la morphologie des cellules de Sertoli est altérée, et leur noyau est localisé dans le centre plutôt qu’à la base de l’épithélium tubulaire. Le diamètre des tubes séminipares est variable selon les plages, mais le plus souvent diminué (< 180 ␮m), et la gaine péritubulaire est épaissie (> 8 ␮m). Il n’est pas rare d’observer des cellules germinales résiduelles en petit nombre dans certains tubes et des spermatozoïdes testiculaires peuvent être extraits dans certains cas. On parlera alors plutôt de forme « partielle » de SCOS. Lorsque les altérations sont anciennes, les tubes séminipares sont le siège d’une fibrose jusqu’à disparition de toute cellule des tubes qui apparaissent alors atrophiques et aplasiques. Les phénotypes SCOS peuvent être associés à la présence de microdélétions de certaines régions du chromosome Y, au syndrome de Klinefelter, à des antécédents de chimio- et/ou radiothérapie et d’orchite.

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G. Robin et al.

Figure 5. Biopsies testiculaires avec (A) hypospermatogenèse incomplète, (B, C) aplasie des cellules germinales (SCOS) et (D) cellules de Leydig. A. Tubes séminipares présentant des cellules germinales en nombre diminué au stade spermatogonie, spermatocyte et spermatide. Les spermatozoïdes sont exceptionnels. B. Plusieurs tubes séminipares de diamètre diminué sans cellule germinale avec des cellules de Sertoli (SCOS). C. Détail de deux tubes séminipares avec des cellule de Sertoli sans cellule germinale. Noter la gaine péritubulaire très épaissie. D. Amas de cellules de Leydig au noyau rond et nucléolé et cristalloïdes de Reinke (cr). Les biopsies testiculaires sont fixées dans le liquide de Bouin et colorées par l’hématoxyline-éosine-vert FCF. Grossissements : A × 400 ; B × 250 ; C × 400 ; D × 1000. Testicular biopsies with (A) incomplete hypospermatogenesis, (B, C), germ cell aplasia (Sertoli-Cell-Only-Syndrome) and (D) Leydig cells. A. General reduction of germ cell elements. Scarce spermatozoa are exceptionally seen. B. The tubular diameters are markedly reduced and no germ cells are observed. C. Breakdown of seminiferous tubules with Sertoli cells and without germ cells. The peritubular wall is thickened. D. Leydig cells showing some Reinke cristalloids. Testicular tissues are fixed in Bouin fixative and haematoxylin-eosin-green FCF. Original magnifications: A × 400; B × 250; C × 400; D × 1000.

En pratique, les SCOS ne sont des indicateurs pronostiques ni de l’extraction des spermatozoïdes testiculaires, ni de l’issue de la FIV/ICSI en cas de présence de spermatozoïdes. Des études rapportent un taux d’extraction de spermatozoïdes variant de 16 à 33 % [36,64,66—68].

Les germ cell arrest Les arrêts de maturation GCA sont caractérisés par la présence de cellules germinales à un stade de développement donné ne complétant pas leur maturation. Le tableau clinique, échographique et hormonal des patients est soit celui d’une azoospermie non obstructive (hypotrophie testiculaire, FSH sérique haute et inhibine B basse ou indosable), soit celui d’une azoospermie de profil obstructif (volume testiculaire normal ou subnormal, taux sériques normaux de FSH et d’inhibine B normaux ou modérément abaissés) [69]. Dans ce dernier cas, l’arrêt de la spermatogenèse peut être attribué à des anomalies génétiques : anomalies chromosomiques (translocations, inversions) conduisant à des erreurs de recombinaison méiotique et microdélétion de la région AZFb du chromosome Y [27]. Sur le plan histologique, les arrêts de maturation peuvent se présenter sous divers aspects : arrêt au stade précoce (Fig. 6 A—D) ou tardif (spermatide ronde). Dans ce dernier cas, la biopsie semble à première vue normale (diamètre des tubes séminipares de 180 ␮m, gaine péritubulaire de 5 à 8 ␮m) et l’épithélium germinal présente une densité cellulaire normale. L’examen à plus fort grossissement met en évidence une interruption de la spermatogenèse uni-

formément dans tous les tubes séminipares. Ces aspects histologiques touchent moins de 5 % des azoospermies. Les autres situations où l’on parle abusivement de GCA correspondent en général à un tableau d’hypospermatogenèse sévère. D’après Ishikawa et al. [70], les hommes présentant un GCA précoce au stade préméiotique ont un taux sérique de FSH supérieur aux hommes présentant un GCA tardif. Des recherches permettant de comprendre la ou les causes des arrêts de maturation sont de première importance dans ces phénotypes pour lesquels l’extraction de spermatozoïdes testiculaires est faible (14 à 33 % selon les auteurs [36,45,71]) et les chances de grossesse très limitées. Ces trois tableaux histologiques peuvent être purs (aspect identique dans tous les tubes séminipares) ou mixtes (aspect bigarré selon les tubes). Quelle que soit l’étiologie de l’azoospermie, la prévalence des phénotypes mixtes est importante. L’association la plus fréquente est l’hypospermatogenèse associée au SCOS. Ces phénotypes sont caractérisés par l’observation de tubes séminipares présentant une spermatogenèse plus ou moins complète et de tubes aplasiques avec des cellules de Sertoli sans cellule germinale (SCOS « partiel ») ou de tubes atrophiques sans lumière ni cellule. Ces aspects s’étalent par plages de tubes adjacents présentant un aspect similaire : on parle de spermatogenèse « focalisée ». Le nombre de cellules germinales est souvent réduit avec de rares spermatozoïdes (hypospermatogenèse diminuée complète) ou avec quelques spermatides immatures sans zone de spermiation (hyposper-

Bilan d’une azoospermie et évaluation histologique de la spermatogenèse

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Figure 6. Biopsies testiculaires avec arrêts de maturation des cellules germinales au stade spermatogonie (A, B) et au stade spermatocyte (C, D). A. Le diamètre des tubes séminipares est diminué, la gaine péritubulaire épaissie et quelques spermatogonies sont observées contre la gaine péritubulaire. B. Détail d’un tube séminipare montrant des spermatogonies et l’absence de cellules germinales plus matures. C. Vue d’ensemble d’une biopsie testiculaire avec arrêt de maturation. D. Détail de l’épithélium germinal. La spermatogenèse est quantitativement normale mais arrêtée au stade spermatocyte. Les biopsies testiculaires sont fixées dans le liquide de Bouin et colorées par l’hématoxylineéosine-vert FCF. Grossissements : A × 400 ; B × 630 ; C × 250 ; D × 630. Germ cell arrest at the spermatogonial (A, B) and spermatocyte stage (C, D). A. The tubular diameter is reduced and the peritubular wall is thickened. Some spermatogonia are observed against the tubular wall. B. Breakdown of a seminiferous tubule showing only spermatogonia without other cells. C. Testicular biopsy with germ cell arrest at low magnification. D. The number of germ cells is quite normal but arrested at spermatocyte stage. Original magnifications: A × 400; B × 630; C × 250; D × 630.

matogenèse très diminuée incomplète). La conclusion doit rendre compte de cet aspect bigarré avec l’expression du pourcentage de tubes normaux, de tubes avec appauvrissement de la lignée germinale, de tubes avec aspect de SCOS ou de tubes entièrement hyalins. L’extraction des spermatozoïdes peut être très variable dans ces phénotypes. Silbert [72] rapporte un taux d’extraction de 57 % dans le phénotype hypospermatogenèse et SCOS. Lorsque la biopsie testiculaire est bilatérale, une discordance controlatérale pourrait concerner jusqu’à 15 % des cas dans l’azoospermie non obstructive (données personnelles). Chez 534 hommes infertiles avec biopsie testiculaire bilatérale, 6,4 % des hommes ont un SCOS avec hypospermatogenèse et un SCOS pur controlatéral [63]. En parallèle, une discordance d’extraction de spermatozoïdes est également constatée avec une cryopréservation spermatique d’un côté et une extraction controlatérale négative.

Phénotypes histologiques dans l’azoospermie obstructive Dans l’azoospermie obstructive congénitale (Fig. 4 A, B), l’aspect le plus fréquemment observé est celui d’une spermatogenèse complète. À moyen terme, un phénomène obstructif peut cependant entraîner des anomalies de la spermatogenèse. Les tubes ont généralement un diamètre normal ou légèrement diminué (150—250 ␮m) avec une gaine péritubulaire d’épaisseur normale ou légèrement épaissie (6—8 ␮m). L’épithélium est constitué de cellules de la lignée germinale à tous les stades de maturation, en nombre géné-

ralement important, organisées en clones (regroupement au même stade). Les cellules de Sertoli sont peu nombreuses et leur noyau est localisé dans le compartiment basal des tubes. Le tissu interstitiel est infiltré de quelques macrophages, fibroblastes. Les cellules de Leydig sont regroupées en petits amas autour des capillaires. Elles présentent généralement des cristalloïdes de Reinke. Lorsque l’obstruction est ancienne, un tableau d’hypospermatogenèse (présence de cellules germinales en nombre diminué) s’installe, rendant la distinction entre une azoospermie obstructive et non obstructive difficile sur la base des seuls résultats histologiques.

Phénotypes histologiques dans l’azoospermie non obstructive Dans l’azoospermie non obstructive, les aspects peuvent être très variés. Généralement, les tubes sont hypotrophiques (diamètre inférieur à 150 ␮m), voire atrophiques (100 ␮m) avec ou sans lumière et présentent un épaississement de la gaine péritubulaire (jusqu’à 20 ␮m). Ces aspects génèrent des altérations des échanges entre le compartiment basal des tubes et le tissu interstitiel. Les cellules de Sertoli sont souvent en nombre augmenté et leur noyau est localisé dans le centre de l’épithélium tubaire plutôt que dans le compartiment basal. Les fonctions nourricières des cellules de Sertoli sont progressivement supprimées et disparaissent. Leur cytoplasme se charge en lipides, inclusions de glycogène et filaments intermédiaires. Les cellules germinales se raréfient, et des cellules immatures

192 atteignent la lumière des tubes (hypospermatogenèse). À l’extrême, les tubes deviennent fantômatiques sans cellule. Le tissu interstitiel est infiltré de nombreuses cellules et est le siège d’un processus de fibrose. Le nombre de cellules de Leydig augmente. Elles se regroupent sous une forme nodulaire ou diffuse. Le nombre de cellules de Leydig n’est pas nécessairement corrélé à la production hormonale. Dans l’azoospermie non obstructive, le taux d’extraction des spermatozoïdes testiculaires varie considérablement selon le pourcentage des tubes séminipares présentant des cellules germinales et selon leur nombre et degré de maturation et de développement.

Le tissu interstitiel Un infiltrat cellulaire inflammatoire et une fibrose accompagnent volontiers les altérations de la spermatogenèse. Une hyperplasie leydigienne micronodulaire est fréquemment observée dans les testicules des hommes infertiles lorsque la spermatogenèse est altérée. Cette hyperplasie des cellules de Leydig est corrélée à des concentrations élevées de FSH et de LH [73]. Le mécanisme précis de la formation des micronodules leydigiens n’est pas connu. De ce qui précède, on constate que la difficulté de standardiser les anomalies de la spermatogenèse vient de la pluralité des aspects histologiques. La description des tubes séminipares, des cellules de Sertoli, de l’épithélium germinal, du tissu interstitiel et du compartiment leydigien reste le meilleur moyen de diagnostic des anomalies de la spermatogenèse. Cependant, de nombreuses études démontrent le besoin d’homogénéiser et de standardiser les observations histologiques afin d’aboutir à une classification uniforme, donnant alors la possibilité de comparer et d’évaluer les résultats des différentes études. Dans le centre, les observations histologiques descriptives sont assorties de données quantitatives grâce à une grille de lecture (Annexe 2). Les mesures recueillies permettent de quantifier l’état des tubes séminipares et de la spermatogenèse. À terme, ces mesures permettent de « standardiser » les altérations de la spermatogenèse et les travaux scientifiques basés sur des cohortes de patients bien définies.

G. Robin et al. mosomes homologues et la formation des spermatozoïdes haploïdes. Ainsi, l’étude méiotique visualise les chromosomes dont le comportement reflète l’état d’altération de la spermatogenèse. L’analyse des structures impliquées dans la méiose (complexe synaptonémal en particulier) par des techniques immunocytogénétiques permet de détecter les erreurs d’appariements chromosomiques et de recombinaison dans l’azoospermie non obstructive [74,75]. Les défauts d’appariement des chromosomes au stade pachytène de la prophase I de la méiose (asynapsis) sont plus élevés dans les azoospermies non obstructives [76]. Ces études, couplées à celle de la constitution chromosomique des cellules en méiose par hybridation de fluorescence, permettent de détecter des anomalies de recombinaison. Ainsi, 10 % des azoospermies non obstructives présentent des anomalies significatives de la fréquence de recombinaison par rapport aux hommes avec une spermatogenèse normale [77]. Les implications de ces observations dans le cadre de l’assistance médicale à la procréation sont particulièrement importantes et il reste à déterminer si le risque de produire des embryons aneuploïdes chez les hommes infertiles est plus important que celui des hommes fertiles.

Étude de l’expression des gènes méiotiques et postméiotiques des cellules germinales Les étapes spécifiques du développement et de la maturation des cellules germinales peuvent être identifiées et quantifiées par des approches d’hybridation sur coupes [38,39] et des approches moléculaires plus globales [40]. Ces études visent à déterminer l’expression des transcrits exprimés par les cellules germinales à différents stades et complètent donc le diagnostic histologique des SCOS et arrêts de maturation. À cette dimension « prédictive » de la spermatogenèse, s’ajoute une dimension de qualité de la maturation germinale, complétant ainsi l’évaluation de la fécondance des spermatozoïdes testiculaires. Pendant la spermiogenèse, les protamines sont responsables de la compaction de la chromatine dans le spermatozoïde mature. Une relation entre la condensation chromatinienne et la fertilité est avérée [78], en particulier dans l’azoospermie non obstructive [79]. L’azoospermie non obstructive est corrélée à la composition anormale des protamines et le taux de transcrits du gène de la protamine 1 testiculaire dans l’azoospermie est significativement réduit dans les échecs de FIV/ICSI [39].

Examens complémentaires Poser un diagnostic étiologique sur l’aspect des lésions histologiques est le plus souvent impossible. Des techniques complémentaires permettent d’appréhender les causes et mécanismes des azoospermies non obstructives. Ces analyses longues et coûteuses sont réservées à des cas particuliers.

Études de la méiose La méiose est un évènement fondamental de la spermatogenèse. L’étape la plus importante concerne la prophase de la première division méiotique. Dans l’azoospermie, les altérations de la spermatogenèse peuvent être en relation avec des erreurs de mise en place et du déroulement de la méiose. L’appariement des chromosomes homologues et la recombinaison durant la prophase de la première division méiotique sont primordiaux pour la ségrégation des chro-

Conclusion Dans le contexte de l’infertilité masculine, cette revue fait le point sur les aspects cliniques et biologiques de la prise en charge des hommes azoospermes. En amont de la biopsie testiculaire, l’analyse du sperme est primordiale, au même titre que les examens hormonaux, cliniques, l’échographie des voies et glandes génitales et le bilan génétique. La biopsie testiculaire est indiquée en cas d’azoospermie obstructive avec impossibilité de reconstruction, et dans l’azoospermie non obstructive. Ses objectifs sont d’extraire des spermatozoïdes testiculaires en quantité suffisante pour micro-injecter dans l’ovocyte et simultanément de compléter le bilan d’infertilité en étudiant le phénotype histologique de la spermatogenèse. Les tableaux histologiques rencontrés dans l’azoospermie sont de quatre ordres : la spermatogenèse complète, les hypospermatoge-

Bilan d’une azoospermie et évaluation histologique de la spermatogenèse nèses, le SCOS et les arrêts de maturation. Ces tableaux peuvent revêtir une forme pure ou mixte. La valeur de l’examen histologique des biopsies testiculaires est liée à l’identification des cellules germinales et somatiques et à la variabilité de l’interprétation d’un observateur à l’autre. Le taux de concordance, généralement bon dans le SCOS (91 %), est médiocre dans les arrêts de maturation (20 %) [80]. La difficulté est le choix de la terminologie des phénotypes pour atteindre une classification standardisée compréhensible de tous. Quelle que soit la classification adoptée, aucune ne permet de donner des informations précises concernant les mécanismes à l’origine des anomalies observées. Elle permet, en revanche, de disposer d’une base solide sur laquelle fonder les travaux scientifiques, et d’effectuer des études phénotype—génotype. Bien que nombreuses, les études concernant la prise en charge diagnostique et thérapeutique de l’azoospermie manquent de visibilité, ce qui est probablement dû à une catégorisation histologique confuse des biopsies testiculaires par un phénotypage inapproprié et l’utilisation de classifications différentes. À l’heure de la FIV/ICSI, la spermatogenèse devrait être conjointement analysée par trois approches complémentaires : biologique, anatomopathologique, et moléculaire. L’examen histologique du tissu testiculaire doit être confrontée à l’extraction des spermatozoïdes testiculaires, aux données cliniques, échographiques, hormonales et génétiques du patient et à l’issue de la FIV/ICSI. Dans l’infertilité, la multidisciplinarité est importante et le dialogue est essentiel pour optimiser la prise en charge du couple de l’homme azoosperme.

Taille du fragment testiculaire

193

Conflit d’intérêt Aucun.

Remerciements Cette mise au point est soutenue par le protocole de recherche du groupe de recherche en andrologie (GRAL) et la société d’andrologie de langue franc ¸aise (SALF), le CHRU de Lille (PHRC R-1908-2004) et la coopération interrégionale G4 reproduction. Nous remercions tout particulièrement madame C. Marlot et mademoiselle W. Franck pour la préparation des biopsies testiculaires et mademoiselle A. Vici pour sa contribution aux illustrations.

Annexe 1. Composition du fixateur pour tissu testiculaire 37 % formaldéhyde 100 % acide acétique

200 ml 40 ml

Ajuster à 1000 mL avec 50 mmol/L de tampon phosphate salin pH 7,4. Conservation à t ambiante environ un an.

Annexe 2. Grille de lecture des biopsies testiculaires Droit

Gauche

Droit

Gauche

Droit

Gauche

Largeur (mm) Longueur (mm)

Nombre total de sections de tubes séminipares Diamètre moyen des tubes séminipares (m) Épaisseur moyenne de la gaine péritubulaire (m) Tubes séminipares • Sections de tubes sans aucune cellule • Sections de tubes sans cellule germinale Cellules Sertoli présentes • Sections de tubes avec spermatogonies Type unique de cellules germinales • Sections de tubes avec spermatocytes Pas de spermatide ni spermatozoïde • Sections de tubes avec spermatides rondes Pas de spermatozoïde • Sections de tubes avec spermatides allongées Pas de spermatozoïde • Sections de tubes avec rares spermatozoïdes • Sections de tubes avec spermatogenèse normale Cellules interstitielles de Leydig • Cellules de Leydig (0 = absence ; 1 = rares ;2 = quelques ; 3 = assez nombreuses ; 4 = nombreuses) • Cristalloïdes de Reinke (0 = absence ; 1 = présence) Stroma intertubulaire 0 = normal ; 1 = infiltrat inflammatoire ; 2 = fibrose 3 = œdème

194 Conclusion : . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . . . .. . .. . .. . .. . . . . .. . .. . . . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . . . .. . .. . . . . .. . .. . .. . .. . . . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . . . . . . .. . .. . .. . .. . .. . . . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . . . .. . . . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . Données validées par (nom prénom, date) : . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . . Date de la validation :

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