HAL Id: hal-00896124
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00896124
Submitted on 1 Jan 1995
HAL is a multi-disciplinary open access
archive for the deposit and dissemination of
sci-entific research documents, whether they are
pub-lished or not. The documents may come from
teaching and research institutions in France or
abroad, or from public or private research centers.
L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est
destinée au dépôt et à la diffusion de documents
scientifiques de niveau recherche, publiés ou non,
émanant des établissements d’enseignement et de
recherche français ou étrangers, des laboratoires
publics ou privés.
La production d’embryons chez les bovins : Quelles voies
de recherches pour augmenter l’efficacité des traitements
de superovulation ?
J. Saumande
To cite this version:
J.
SAUMANDEINRA
Physiologie
de laReproduction
des/
Mammiferes
Domestiques
37380Nouzilly
La
production
d’embryons
chez
les bovins :
Quelles
voies de
recherches
pour
augmenter
l’efficacité des
traitements
de
superovulation ?
La
réponse
autraitement
de
superovulation
reste
le facteur limitant
essentiel
du nombre
d’embryons produits
par
vache
traitée.
L’étude des
relations
entre
réponse
autraitement
et
état
de la
population
folliculaire
met
enévidence les
moyens
d’améliorer
cette
réponse.
L’amélioration
génétique
destroupeaux
s’estdéveloppée
defaçon remarquable
grâce
à l’inséminationartificielle,
technique
miseau
point
dans les années 50 etqui
a connudepuis
undéveloppement
considérablepuis-qu’à
présent,
laquasi
totalité des vaches lai-tières et environ 10 % des femelles de races à viande sont inséminées. L’autre méthodequi
a
permis
l’accélération duprogrès
génétique
est
plus
récente : c’est le transfertembryon-naire. Cette
technique
a commencé à êtreuti-lisée dans les
élevages
à la fin des années 70. EnFrance,
afin que la mise enplace
de cettenouvelle
technique
se fasse avec le maximumd’efficacité,
un «Programme
national pourl’étude et le
développement
de latransplanta-tion
embryonnaire
» a été décidé par leMinis-tère de
l’Agriculture,
programmequi
a duré3 ans
(1979-1981)
sous la directionconjointe
de l’INRA et de l’ITEB. Cette
organisation
s’est avérée fructueusepuisque,
entre le début et la fin du programme, le nombre moyen de bonsembryons
(1)produits
parfemelle traitée est
passé
de2,4
à4,4.
Il estvrai que tout était à valider : méthodes de sti-mulation ovarienne et
d’insémination,
tech-(1) Sont considérés comme de bonsembryons
ceuxqui
ont undéveloppement
normal lejour
de lacol-lecte. Cette normalité est
jugée
sur des critèresmorphologiques (taille,
formegénérale, intégrité,
opacité...).
Les limites de cettetechnique
dejuge-ment de
l’aptitude
audéveloppement
desembryons
sont illustrées par le résultat suivant : après
trans-ferts,
12 % desembryons jugés
mauvais etseule-ment 63 % de ceux
jugés
très bons donnentnais-sance à des veaux (Elsden et al 1978).
Résumé
-Chez les bovins, le transfert d’embryons s’est développé sur une base
commer-ciale depuis environ 15 ans. Malgré les nombreux travaux de recherches réalisés
pendant
cettepériode, les
deuxproblèmes majeurs
identifiés dès le début de l’uti-lisation de cettetechnique
demeurent : le nombre moyend’embryons
récoltés parvache traitée reste faible, ce qui a pour conséquence un coût de production élevé,
et la fréquence des animaux qui ne produisent aucun embryon transférable est
trop élevée pour que la
technique
soit utilisée au mieux dans les programmesd’amélioration
génétique.
Cette situation limite ledéveloppement
du transfertd’embryons ; elle perdure alors que les traitements de superovulation sont
opti-misés et que les extraits hypophysaires utilisés pour stimuler la croissance folli-culaire sont bien mieux définis et contrôlés
qu’il
y a 15 ans.Actuellement, le
principal
facteur qui détermine le nombre d’embryons transfé-rables est le nombre d’ovulations induites. Des études portant sur les relationsentre fonction ovarienne et réponse au traitement de superovulation ont montré
que ce nombre d’ovulations
dépendait
de l’état de lapopulation
folliculaire aumoment où débute la stimulation
gonadotrope (présence
d’un follicule dominant,nombre de follicules de
plus
de deux millimètres de diamètre). Il apparaît doncque l’amélioration de l’efficacité des traitements de superovulation dépend moins
de la mise à disposition de nouvelles molécules ou de nouveaux protocoles de
traitement que de l’administration d’un
pré-traitement susceptible
de fairerégresser le follicule dominant et/ou d’augmenter le nombre de follicules
recru-tables par les gonadotrophines. A cette fin, différentes possibilités sont
envisa-gées ; les résultats préliminaires sont encourageants et devraient permettre de
nique
decollecte,
critère dejugement
desembryons. Cependant,
bien que latechnique
ait été améliorée sur bien desaspects,
lesbilans annuels des
opérations
deproduction
d’embryons
montrent que le nombre moyen de bonsembryons
par animal traité n’aprati-quement
pas évoluédepuis
cetteépoque.
Au cours de cette
synthèse,
les traitementsdisponibles
seront tout d’abord décrits avantde montrer
qu’une
améliorationimportante
de leur efficacité actuelle est peu vraisem-blable. Eneffet,
leprincipal
facteur limitant laréponse
d’un animal à un traitement desuperovulation
est l’état de lapopulation
fol-liculaire ovarienne au moment où débute lastimulation
gonadotrope.
C’est àpartir
de ceconstat que
peuvent
êtreenvisagées
denou-velles
approches susceptibles
d’être efficacesà terme pour
augmenter
le nombre de bonsembryons produits
après
un traitementgona-dotrope.
Importance
relative
de la
superovulation
dans la
production quantitative
d’embryons
Le nombre
d’embryons
obtenus àpartir
d’une vache traitéedépend
de l’efficacité de latechnique
de collecte mais aussi de facteursbiologiques :
nombred’ovocytes
ovulés,
pro-portion
d’entre euxqui
estfécondée,
morta-lité
embryonnaire
précoce
due à unenviron-nement utérin défavorable. L’influence néfaste de l’environnement utérin a été
observée dans deux situations
particulières :
-
lorsque
les animauxsuperovulés
se trou-vent dans des conditions detempérature
telles que leurtempérature
interne est modi-fiée. De telles situations ne sont pasrencon-trées dans nos conditions
européennes ;
-
après
stimulation par eCG(2). En compa-rant avec les résultats obtenus à la suited’une stimulation avec
FSH,
on observe unemoindre
qualité
desembryons.
Les raisons decette situation ont été établies et des solu-tions
proposées
(voir infra).
La fécondation des
ovocytes
dépend
de laqualité
du sperme et d’un moment d’insémi-nation bien choisi. Lespremières
années,
le nombre d’inséminations étaitimportant
puis-qu’il
était conseillé de lesrépéter
toutes les 12 h aussilongtemps
que les femelles étaienten
oestrus,
comportement qui
estaugmenté
en intensité et en durée chez les animauxsuperovulés. Cependant,
pour limiter lesinterventions sur l’animal et aussi pour des raisons de
coût,
le nombre d’inséminations aété
progressivement
réduit à 2(12
h et 24 haprès
le début deschaleurs)
sans que lepour-centage
d’oeufs fécondés soit affecté. Il amême été montré que si l’oestrus était détecté
avec
beaucoup
derigueur,
une seuleinsémi-nation était suffisante
(Lacaze
et al1992).
Ces mêmes auteurs n’ont pas mis en évidence
d’effet taureau. Pour ce
qui
concernel’in-fluence de la fertilité du mâle sur la
produc-tion
d’embryons,
il faut aussi penser que le choix du taureaudépend
enpremier
lieu decaractéristiques
d’ordregénétique.
Lerisque
d’une mauvaise fécondationpeut
êtreaccepté,
compte
tenu de l’intérêtgénétique
d’unaccouplement.
Il semble donc que dans les conditions
habituelles,
le nombred’embryons
collectéspar donneuse
dépende
pour l’essentiel dunombre d’ovulations.
Améliorations des traitements
de
superovulation
Les traitements
proposés
pourproduire
desembryons (figure
1)
ont faitl’objet
denom-breuses
expériences
dont le but était aussi biend’augmenter
le nombre moyen de bonsembryons
que de réduire la variabilité desréponses
(tout
particulièrement
en diminuantla
fréquence
des cas où aucun bonembryon
n’est
récupéré).
Choix de la
gonadotropine
Ce
qui,
enpremier
lieu,
apermis
d’amélio-rer l’efficacité des traitements desuperovula-tion a été le
remplacement
de eCG(PMSG)
par de la FSH. Les
premiers
résultats étaient trèsencourageants
mais pastoujours
repro-ductibles. La raison de cette variabilité des résultats a été identifiée comme étant laconséquence
d’une mauvaise standardisation du seulproduit
commercialisé à cetteépoque
(FSH-P
(
1
),
BurnsBiotech)
puisque
laquantité
de FSH comme lerapport
desquantités
FSH/LH étaient très variables d’un lot de fabrication à un autre
(tableau 1).
Ce résultata conduit
plusieurs
laboratoires à mettre enplace
leur propreproduction
degonadotro-phine
hypophysaire
laplupart
dutemps
à(2) eCG :
equine
ChorionicGonadotrophine.
Nom donné dans la nomenclature internationale àPMSG.
(3) FSH-P est un nom commercial d’extraits
partir
d’hypophyses
de porcs. Il a été alorspossible
depréciser
les conditions d’utilisa-tion d’extraitshypophysaires.
Ont ainsi étédéfinis les doses
optimales
à administrer(pour
les dosestrop fortes,
le nombre de folli-culespréovulatoires
est trèsimportant
mais iln’y
a pasd’ovulation)
et lerapport
optimum
FSH/LH. Il a été deplus
montré que les meilleurs résultats étaient obtenuslorsque
la FSH étaitinjectée
2 fois parjour,
en dosedécroissante,
pendant
4 jours
(pour plus
dedétails,
consulter la revue deChupin
1988).
Le bilan de l’ensemble de ces travaux montre que la mise à
disposition
d’extraitshypophysaires parfaitement
contrôlés,
aussi bien pour cequi
est de laquantité
de FSHque du
rapport FSH/LH,
et la définition des conditionsoptimales
d’utilisation ontpermis
d’augmenter
de 25 % le nombre moyen debons
embryons
parrapport
à cequi
étaitobtenu lors des
premiers
essais avec desextraits
hypophysaires.
Pour cequi
concernela
comparaison
de l’efficacitérespective
des stimulations pareCG,
utilisée au début de lamise en
place
de latechnique
deproduction
d’embryons,
et parFSH,
gonadotrophine
laplus
couramment utiliséeactuellement,
cettedernière
permet
d’obtenir en moyenne2
embryons
deplus
que cequi
étaitproduit
avec eCG mais la variabilité des
réponses
demeure
toujours
aussiimportante
(figure
2).
La différence d’efficacité entre les 2
gonado-trophines s’explique
uniquement
par un effet sur laqualité
desembryons,
le nombred’ovu-lations étant
identique. Après qu’il
ait été démontré que la mauvaisequalité
desembryons
obtenus avec eCG était due auxeffets à
long
terme de lagonadotropine
cho-rionique,
les traitements eCG/antiserum anti-eCG ont étéproposés
(figure
3) ;
la pro-ductiond’embryons
transférables est alorscomparable
à celle obtenue avec FSH(Sau-mande et al
1984).
Faute de commercialisa-tiond’anticorps anti-eCG,
ce traitement nes’est pas
développé
bienqu’il
soitplus simple
à mettre en oeuvre(2
injections
au lieu de8).
Au traitement de
superovulation
peut
être associéun traitement de contrôle de
l’oestrus, qui
permet
de diminuer lafréquence
desréponses
nulles.Les
traitements de contrôle de
l’aestrus
Pour des raisons
pratiques,
les traitements de stimulation ovarienne sont associés à untraitement de contrôle de l’oestrus. Il est
pos-sible d’utiliser des
prostaglandines
ou desimplants
deprogestagène.
Les échecs
rapportés après
utilisation desprostaglandines (pas d’apparition
del’oestrus)
ont été attribués à l’inefficacité de la doseinjectée
à un momentoù,
parailleurs,
lecorps
jaune
est stimulé par lesgonadotro-phines
(Saumande 1978).
Lesquantités
deprostaglandines
injectées
ont alors été dou-blées(en
uneinjection
ou deuxinjections
à 12 hd’intervalle).
Il est
possible
d’associer le traitementgona-dotrope
à un traitement desynchronisation
de 1’oestrus avec un traitementprogestagène
(implant
Crestar).
Cette méthode demeure sous-utilisée alorsqu’elle
présente
l’avantage
depouvoir
être mise en oeuvre même en l’ab-sence d’information sur lescycles
des ani-maux traitéset, surtout,
de diminuer lafré-quence des
non-réponses
(tableau 2).
L’adaptation
des traitements de contrôle de l’oestrus apermis
d’améliorer laproduction
d’embryons
essentiellement parce que lafré-quence des animaux
qui
neproduisent
aucunbon
embryon
est diminuée.Le
remplacement
de eCG parFSH,
la misesur le marché d’extraits
hypophysaires
biencontrôlés,
des traitementsgonadotropes
et de contrôle de l’oestrusoptimisés
devraientper-mettre une amélioration sensible de la
pro-duction
d’embryons.
Or,
si l’on enjuge
par lesstatistiques annuelles,
il n’en est rien(tableau 3).
Cette situationparadoxale
estaussi observée dans d’autres pays. Ceci est
d’autant
plus
surprenant
que la sélection desdonneuses,
enparticulier
sur les critères denormalité de la fonction de
reproduction,
estplus
sévèrequ’elle
n’a été. Un des facteurssusceptibles
d’affecternégativement
la pro-ductiond’embryons
est laplus grande
fré-quence des
génisses parmi
les femellestrai-tées
(1/3
des donneuses en1993)
mais ceci ned’embryons
n’est pas actuellementplus
effi-cace
qu’elle
n’était à ses débuts.Activité
ovarienne
et
réponse
au
traitement de
superovulation
Que
lapopulation
folliculaireprésente
aumoment où une
gonadotropine
estinjectée
puisse
expliquer
le nombre d’ovulations induit a étéenvisagé
trèstôt,
enparticulier
àla suite de
comparaisons
desréponses
à eCG chez différentes souches de rates et chez desraces de brebis
plus
ou moinsprolifiques.
Pour cequi
concerne lesbovins,
Saumande etal
(1978)
ontrapporté
lespremières
observa-tionssuggérant
que laprésence
d’un nombreimportant
depetits
follicules (2-4 mm) lejour
del’injection
de eCG était associée à unesuperovulation
forte ;
par contre laprésence
d’un gros follicule semblait inhiber la
réponse
à la stimulationgonadotrope.
Des corréla-tions entre le nombre de follicules deplus
de 1 mm de diamètre avant traitement et laréponse
ovarienne ont aussi été établies chez des animauxprépubères
et ce pourdiffé-rentes doses de eCG
(Monniaux
et al1983).
Ces
premières
données ont étéacquises
enobservant les ovaires par
endoscopie,
tech-nique qui présente
les inconvénients de nepermettre
qu’un
contrôleponctuel
et l’obser-vation des seuls follicules visibles à l’oeil nu àla surface des ovaires. L’étude des relations
entre l’état des ovaires et la
réponse
à untraitement de
superovulation
a donc faitl’ob-jet
de nouveaux travaux avec destechniques
plus
appropriées.
Dynamique
de la croissance
folliculaire
et
réponse
à la
stimulation
gonadotrope
Cette étude
(Monniaux
1982) a été réaliséeen
analysant
par lestechniques d’histologie
quantitative
lapopulation
folliculaire des ovaires collectés parhémicastration,
lors del’injection
de eCG pour l’un des ovaires et48 h
après
lepic pré-ovulatoire
de LH pourl’autre. Tous les follicules en croissance ont
été étudiés. Ce travail a
permis
de mettre enévidence deux faits
importants :
* les follicules
qui
vont ovuler à la suite de traitementsgonadotropes
sont les follicules sainsqui
mesurent au moins 2 mm dedia-mètre au début de la
stimulation ;
* les animaux chez
lesquels
sont observés de fortesréponses
se caractérisent par unefolliculogenèse
trèsactive,
c’est-à-dire par laprésence
d’ungrand
nombre de follicules dont la croissance estrapide.
Le seul facteurnumérique
expliquerait
70 % de la variabilité du nombre d’ovulations observée à la suite d’un traitement desuperovulation.
Cette valeur est àrapprocher
des résultatspubliés
récemment par Hahn
(1992)
selonlequel
24 % de la variabilité desréponses
estexpli-quée par des facteurs extrinsèques
(traite-ment,
parité
desanimaux,
conditionsd’éle-vage...).
).
Influence du follicule dominant
La dominance est unconcept
proposé
parGoodman et
Hodgen
(1983)
pourexpliquer
pourquoi,
chez lesprimates,
un seul folliculeovule à
chaque cycle.
L’existence d’un tel folli-cule se traduit par l’arrêt de la croissance desfollicules
plus petits ;
on saitdepuis qu’ils
deviennentatrétiques.
Pourl’espèce
bovine,
lapremière
preuveexpérimentale
d’un telphénomène
a étéapportée
parl’analyse
des résultats des traitements desuperovulation
(Grasso et al 1989) : lacomparaison
desréponses
chez les animaux pourlesquels
le traitement a commencé enprésence
ou enabsence d’un follicule dominant montre que dans ce dernier cas le nombre moyen
d’ovula-tion est doublé. Cet effet délétère de la
pré-sence d’un follicule dominant a
depuis
été confirmé(tableau
4). Il faut insister sur lefait que la taille n’est pas un critère suffisant
pour identifier un follicule
dominant ;
il fautaussi que ce follicule soit en croissance. Cette
deuxième
caractéristique explique pourquoi
la relation entre laprésence
d’un follicule dominant et la diminution desréponses
autraitement de
superovulation
n’ait pas puêtre établie avant que les
techniques
d’écho-graphie
soientdisponibles ;
par ailleurs elleimplique
l’observationquotidienne
des ovairespendant
au moins les 3jours
qui
pré-cèdent le
traitement,
contraintequi
limite l’utilisation d’un tel contrôle dans lapratique
de laproduction d’embryons.
Ces relations entre l’activité ovarienne et
l’efficacité des traitements de
superovulation
montrent clairement que dans les conditions
où le traitement de
superovulation
(traite-mentgonadotrope
+ traitement desynchroni-sation de
l’oestrus)
estoptimisé,
cequi
est lecas
depuis plusieurs
années,
le nombred’ovu-lations induites est le reflet de l’état des ovaires au moment où commencent les
injec-tions de FSH. Il est donc vain
d’espérer
quela
production d’embryons puisse
êtreamélio-rée de
façon significative
par l’utilisation denouvelles
préparations
d’extraitshypophy-saires,
de nouveaux « cocktails »d’hormones,
de
protocoles
d’administrations réévalués.Si,
L’effet
inhibiteur dufollicule
dominant sur lesautres
peut
être levé par unprétraitement,
hormonal ou
physique.
à
l’avenir,
le nombred’embryons
peut
êtreaugmenté,
c’est en créant par unprétraite-ment un ovaire
susceptible
derépondre
forte-ment à une stimulation
gonadotrope,
à savoirun ovaire dont le nombre de follicules sains
de
plus
de 2 mm de diamètre estimportant
etsur
lequel
iln’y
a pas de follicule dominant. Ilfaut noter
qu’une
solution efficace pourélimi-ner l’effet délétère du follicule dominant ne sera pas la
panacée ;
il resteratoujours
comme facteur limitant le nombre de
folli-cules
qui
peuvent
être recrutés lors de la sti-mulationgonadotrope.
Amélioration
de la
production
d’embryons : perspectives
L’état variable de la
population
folliculairepeut
être dû à des facteursgénétiques
et/ou être laconséquence
de situationsphysiolo-giques particulières.
Il estpossible
aussi decréer par des traitements
appropriés
les conditions d’une bonneréponse
à la stimula-tiongonadotrope.
Eneffet,
les mécanismesqui
contrôlent la croissance folliculaire sont de mieux en mieux connus et de nouvelles molé-cules actives sur la fonction dereproduction
sont
disponibles.
Laprise
encompte
desdon-nées
théoriques
et de ces nouvellespossibili-tés d’intervention devraient
permettre
pro-chainement d’améliorer de
façon significative
l’efficacité des traitements desuperovulation.
Comment éviter les effets délétères
du follicule dominant ?
Au cours d’un
cycle
normal,
l’apparition
d’un follicule dominant est
précédée
par uneaugmentation
des concentrations deFSH,
concentrationsqui
ensuite chutent au fur et à mesure que ce folliculegrossit.
La sécrétiond’oestradiol et d’inhibine
explique
seulementpour
partie
cette évolution de la sécrétion deFSH. Par
rapport
à cesphénomènes,
on neconnaît rien de la
cinétique
de l’induction de l’atrésie despetits
follicules ni de laréappari-tion des follicules sains
lorsque
le follicule dominant n’aplus
d’effet(la
disparition
des effetsprécédant
la diminution de la taille du folliculedominant).
Même si lessystèmes
derégulation impliqués
dans ledéveloppement
et la
régression
du follicule dominant ne sont pas bien connus et bienqu’il n’y
ait que deshypothèses
pourexpliquer
les mécanismes parlesquels
un follicule dominant induitl’atrésie des autres
follicules,
il n’en demeurepas moins vrai que les résultats d’une
super-ovulation sont mauvais
quand
le traitementgonadotrope
est initié enprésence
d’unfolli-cule de
plus
de 8 mm etqui
a cessé degran-dir moins de 3
jours
avant le début dutraite-ment. Ce fait est suffisamment bien établi pour que des solutions soient recherchées.
Les
expériences qui
ontpermis
d’établir les relations entre follicule dominant et diminu-tion desréponses
ont consisté en desanalyses
rétrospectives d’enregistrement
de lacrois-sance des follicules
pendant
lapériode
qui
précédait
le traitement desuperovulation.
Toutefois,
ceci neprésente guère
d’intérêtpratique
car il est rarementpossible,
dans le cadre d’une activitécommerciale,
d’assurerun tel suivi. Dans le but de rendre
possible
undiagnostic clinique,
il a étéenvisagé
de secontenter de la seule observation d’un gros follicule au début de la stimulation
gonado-trope (Wilson
et al1990) ;
il n’est passurpre-nant que cette
approche
n’ait donné aucunrésultat
positif.
Plus récemment(Bungartz
etNiemann
1994),
il a étéproposé
de neplus
juger
laprésence
d’un follicule dominant par la mise en évidence d’un gros follicule maisen
regardant
le nombre depetits.
Cetteapproche
semble donner des résultatsinté-ressants mais il n’est pas sûr que ce soit
spé-cifiquement
l’influence du follicule dominantqui
ait été mise en évidence.Puisque
le contrôle paréchographie
de laprésence
d’un follicule dominant est difficile à utiliser enroutine,
il estproposé
de traiter les animaux unjour
particulier
ducycle,
quand
un tel follicule estsusceptible
d’être absent. L’efficacité de la stimulationgonado-trope
a étéanalysée
en fonction dujour
ducycle
où le traitement desuperovulation
étaitcommencé ;
une revue de la littérature(Sau-mande
1987)
apermis
de conclure que c’estseulement pour des traitements
gonadotropes
commencés avant le
8
e
jour
ducycle qu’il
y avait diminution du nombre moyen d’ovula-tions.Depuis
qu’il
estpossible,
grâce
àl’écho-graphie,
de suivrel’apparition
des folliculesdominants,
ce résultatpeut
êtreexpliqué :
selon lesanimaux,
ilapparaît
au cours ducycle
oestrien de 1 à 4 follicules dominants(le
plus
couramment 2 ou3)
et même s’il est pos-sible d’établir des courbes moyennes, lesjours
ducycle
où un follicule dominant est absentne sont pas les mêmes d’un individu à l’autre.
Il n’est donc pas
possible
de définir apriori
des
jours
ducycle plus
favorables qued’autres à l’initiation d’un traitement de
superovulation.
La méthode
qui
a leplus
de chance des’avérer efficace serait de
détruire,
avant l’ad-ministration du traitementgonadotrope,
unéventuel follicule dominant. A cette
fin,
l’effi-cacité deplusieurs
hormonessusceptibles
d’induire l’atrésie et/ou la lutéinisation(LH,
hCG, GnRH,
oestradiol-17(3)
a été évaluéemais,
jusqu’à
présent,
sans résultatsfavo-rables sur la
superovulation.
La difficultépour mettre au
point
de telspré-traitements
tient au nombre d’animaux nécessaires pour
définir non seulement la molécule et les doses efficaces mais aussi l’intervalle
optimum
entre l’intervention sur le follicule dominant
et le début de la stimulation
gonadotrope.
Ilpeut
aussi êtreenvisagé
d’intervenir par desméthodes
physiques.
Lespremiers
résultats desuperovulation
après rupture
manuelle(Bartmann 1992)
ouponction
du folliculedominant sous contrôle
échographique
(Bun-gartz
et Niemann1994)
sontencourageants
mais l’utilisation de telles méthodes en ferme
Est-il
possible d’augmenter
le
nombre de follicules
susceptibles
de
répondre
autraitement de
superovulation ?
La
première
voied’approche
consiste à intervenir sur la fonctiongonadotrope.
Deuxstratégies
sont actuellementenvisagées.
Si celles-ci ont le mêmebut,
elles sont àl’opposé
pour ce
qui
est desprincipes puisque
dans un cas ils’agit d’augmenter
les concentrations degonadotrophines
alors que dansl’autre,
aucontraire,
on cherche à les abaisser.Les
gonadotrophines agissent
sur latota-lité de la
population
des follicules en crois-sance. Parexemple,
chez lesbovins,
6jours
après
injection
deeCG,
le nombre de folli-culespré-antraux
estaugmenté
de 30 %(Monniaux 1982).
Il est donc raisonnabled’essayer d’augmenter
le nombre des folli-culesqui
déterminent laréponse
autraite-ment de
superovulation
par unprétraitement
qui
induit une élévation des concentrationsdes
gonadotrophines. L’apport
degonadotro-phines
exogènes
est la méthode laplus
anciennement utilisée. Lors de nombreuxessais,
la nature de lagonadotrophine
(eCG
ou
FSH),
lesdoses,
les durées duprétraite-ment,
lejour
ducycle
où il est commencé etl’intervalle entre cette
première
interventionet le début du traitement de
superovulation
ont été testés.
Lorsqu’un
effet a étéobtenu,
cela a
toujours
été une diminution de laréponse
(cf.
revue de Saumande1987).
Il est aussi
possible d’augmenter
les concentrations degonadotrophines endogènes
en limitant la rétroaction
négative
dessécré-tions ovariennes sur l’activité du
système
hypothalamo-hypophysaire.
Pourcela,
les animaux sont immunisés contre des stéroïdesou contre l’inhibine. Chez les
bovins,
seule l’immunisation contre l’inhibine modifie la fonctionovarienne ;
un tel traitementpermet
d’augmenter
le nombre d’ovulations lors d’unoestrus normal et la
réponse
des animaux immunisés au traitement desuperovulation
semble être améliorée
(Hillard
et al1990).
Seule la fin de la croissance des follicules
est strictement
dépendante
de l’activitéhypo-physaire.
Si les sécrétionsendogènes
de LHet FSH sont
inhibées,
la croissance des folli-cules ne se fera pascomplètement
et uneaccumulation des follicules dans les classes de taille
qui précèdent
ladépendance
vis-à-vis desgonadotrophines
sera observée. C’està cause de cette accumulation de
petits
folli-culesqu’une augmentation
de laréponse
autraitement de
superovulation
peut
êtreespé-rée. Une méthode efficace pour
freiner,
defaçon
réversible,
les sécrétions de LH et de FSH est d’induire une désensibilisationhypo-physaire
au GnRH par un traitementpro-longé
avec unagoniste.
Lapertinence
decette
approche
a été montrée chez les ovins.Après
administration de GnRH à l’aide d’unemini-pompe
osmotique pendant
30jours,
les niveaux de FSH sont fortementdéprimés
et iln’y
aplus
depulses
deLH ;
à la suite d’un teltraitement,
si le nombre total de follicules deplus
de 1 mm n’est pasmodifié,
aucun d’entre eux nedépasse
2,5
mm contre 50 % chez les animaux témoins(McNeilly
et Fraser1987).
Chez des brebis
qui
ont reçu un teltraite-ment de désensibilisation
pendant
15jours
seulement,
le nombre d’ovulations enréponse
au traitement desuperovulation
est aug-menté de 50 %(Brébion
etCognié
1989).
Pour
l’espèce
bovine,
l’efficacité dutraite-ment de désensibilisation
hypophysaire
estétablie
(Saumande
et al1994)
et les modifica-tions àapporter
au traitement desuperovula-tion sont en cours d’étude.
Une deuxième voie
d’approche
récemmentenvisagée
consiste àaugmenter
le nombre de folliculesqui
peuvent
être recrutés lors du traitement desuperovulation
en stimulantpréalablement
la sécrétion d’IGF1. Parmi les facteurs de croissanceimpliqués
dans larégulation
de la fonctionovarienne,
IGF1 sembleparticulièrement
important (Monget
1993).
Lasynthèse
de cepeptide
se faitprin-cipalement
au niveau du foie sous le contrôlede l’hormone de croissance
(GH).
L’injection
de GH à des
génisses
induit uneaugmenta-tion des concentrations
plasmatiques
d’IGF1et un doublement du nombre de follicules de
2 à 5 mm
(figure
4)
(Gong
et al1993).
Lors-qu’une injection
de GH est réalisée 5jours
avant la stimulation
gonadotrope
dutraite-ment de
superovulation,
chez les animauxainsi traités le nombre d’ovulations est
forte-ment
augmenté
encomparaison
de cequi
estobservé chez les animaux
qui
n’ont pas reçule
prétraitement
(après
2 000 UI eCG17,2
±2,8
vs10,6
±2,7 ; après 1,2
UI OFSH <4<18,6
±2,0
vs10,8
±1,7).
Les effets sur le nombred’embryons
transférables sont par contremoins clairs :
après
stimulation par eCG iln’y
a pas d’effetbénéfique
duprétraitement
par
GH,
et les résultats obtenusaprès
stimu-lation par FSH
(tableau 5)
doivent être consi-dérés avecprudence
dans la mesure où ils ontété obtenus
après
3répétitions
detraite-ments sur les mêmes animaux et
qu’ils
neprennent
pas encompte
lesgénisses
chezles-quelles
aucunembryon
n’a été collecté.Lors de cette étude il a été de nouveau
montré que la
réponse
au traitement desuperovulation dépendait
de l’état de la popu-lation folliculaire au moment où estinjectée
la
gonadotropine :
il existe une très fortecor-(4)
Exprimé
en unité oFSH S16 ; celacorrespond
àenviron 320 pg de
pFSH.
rélation
(r
=0,71 ;
P <0.01)
entre le nombrede follicules de moins de 5 mm détectés par
échographie
lejour
d’injection
d’eCG et le nombre d’ovulations.Conclusion
Le transfert
d’embryons
n’a pas eu ledéve-loppement
que certains luiprédisaient
il y aune dizaine d’années. En moyenne le nombre
d’embryons
obtenus à la suite d’untraite-ment de
superovulation
reste faible cequi
apour
conséquence
unprix
de revient élevé etceci est un
premier
frein à une utilisationplus large
de cettetechnique.
Pour cequi
estde l’intérêt du transfert
d’embryons
pourl’amélioration
génétique,
laprincipale
limiteà l’utilisation de la méthode est que l’on n’est
jamais
assuré dedisposer
d’un nombremini-mum
d’embryons
àpartir
d’une femelletrai-tée. La mise en évidence des relations entre
l’état de la
population
folliculaire et laréponse
à la stimulationgonadotrope
aper-mis d’ouvrir de nouveaux axes de recherche.
Selon des
stratégies différentes,
les méthodesenvisagées
consistent à créer des ovairessen-sibles en intervenant
préalablement
autrai-tement de
superovulation
pour détruire le fol-licule dominant et/ou pouraugmenter
le nombre des folliculessusceptibles
d’être recrutés par le traitementgonadotrope.
Les voies de rechercheactuelles,
lorsqu’elles
aboutiront,
n’auront sans doute pas deconsé-quences très
importantes
sur le nombremoyen
d’embryons ;
onpeut
par contre rai-sonnablementenvisager
une forte diminutionde la
fréquence
des animauxqui
produisent
pas ou
trop
peud’embryons
(1/3
des animauxactuellement).
Remerciements
L’auteur tient à remercier C. Chalon-Sochat (Génétique
Limousin Charente) et M. Courot (INRA) pour leur lec-ture critique du manuscrit.
Références
bibliographiques
Bartmann
C.P.,
1992 cité par Meinecke B., 1994.Superovulation :
recent advances andpractical
experience. C.R. l0e
Colloque
AETELyon
8 pp.Brébion P.,
Cognié
Y., 1989. Increasedsuperovula-tion in the ewe
following
14days
of GnRHagonist
pretreatment. C.R. 5!
Colloque
AETE Lyon, 106.Bungartz
L., Niemann H., 1993. Effects of adomi-nant follicle on ovarian responses
of dairy
cowsfollo-wing various
superovulatory
treatment schedules.Theriogenology,
39, 198 (abstr.)Bungartz
L., Niemann H., 1994. Assessment of thepresence of the dominant follicle and selection of
dairy cows suitable for
superovulation by
asingle
ultrasound examination. J.
Reprod.
Fert., 101, 583-591Chupin D.,1988. Superovulation
par PMSG ou FSHpour le transfert
embryonnaire. Colloque
Soc. Fr.Etudes Fertil., 26, 213-232.
Elsden R.P., Nelson L.D., Seidel
G.E.,
1978.Super-ovulating
cows with folliclestimulating
hormoneand pregnant mare’s serum
gonadotrophin.
Therio-genology,
9, 17-26.Gong
J.G.,Bramley
T.A., Wilmut I., Webb R., 1993. Effect of recombinant bovinesomatotropin
on thesuperovulatory
response to pregnant mare serumgonadotropin
in heifers. Biol.Reprod.,
48, 1141-1149.Gong J.G., Wilmut I.,
Bramley
T.A., Webb R., 1995. Pretreatment with recombinant bovinesomatotro-pin
enhances thesuperovulatory
response to FSH in heifers.Theriogenology,
43, 221 (abstract).Goodman A.L.,
Hodgen
G.D., 1983. The ovariantriad of the primate menstrual
cycle.
RecentProgr.
Horm. Res., 39, 1-73.dominant follicle at the time of initiation of a
super-ovulatory
treatment onsuperovulatory
responses incattle.
Theriogenology,
31, 199 (Abstr).Guilbault L.A., Grasso F., Lussier J.C., Rouillier
P. Et Matton P., 1991. Decreased
superovulatory
responses in heifers
superovulated
in the presence of a dominant follicle. J.Reprod.
Fert., 9, 81-89. Hahn J., 1992.Attempts
toexplain
and reducevariability
ofsuperovulation. Theriogenology,
37,269-275.
Hillard M.A., Bindon B.M., King B., O’shea T.,
Andrews C.M., Hinch G.N., 1990.
Superovulation
ofcows immunized
against
native ovine inhibin. Proc.Aust. Soc.
Reprod.,
Biol., 22, 134 (Abstr.).Huhtinen M., Rainio V., Aalto J., Bredbacka P.,
Naki-Tanila D., 1992. Increased ovarian responses in the absence of a dominant follicle in
superovula-ted cows.
Theriogenology,
37, 457-463.Lacaze
S., Coupet
H., Blattes M., Perrin V.,Henne-quin
M., 1992. Influences of artificial insemination number and bull on the percentage of transferableembryos
insuperovulated dairy
cows. C.R. 8eCol-loque
AETELyon,
174.Lindsell C.E., Rajkumar K., Manning A.W., Emery
S.K., Mapletoft
R.J.,Murphy
B.D., 1986.Variability
in FSH : LH ratios among batches ofcommercially
available
gonadotrophins. Theriogenology,
25, 167(abstr.).
Monget Ph.,
1993.Importance
des facteurs para-crines dans l’ovaire. C.R. 9eColloque
AETELyon,
75-85.
Monniaux D., 1982.
Origine
de la variabilité de laréponse ovulatoire à PMSG chez la
génisse.
ThèseParis 6, 77 pp.
Monniaux D.,
Chupin
D., Saumande J., 1983.Superovulatory
responses of cattle.Theriogenology,
19, 55-81.
Me
Neilly
A.S., Fraser H.M., 1987. Effectof
gonado-trophin-releasing
hormoneagonist-induced
suppres-sion of LH and FSH on folliclegrowth
and corpusluteum function in the ewe. J. Endocr., 115, 273-282.
Saumande J., 1978.
Relationships
between ovarianstimulation
by
PMSG and steroid secretion. In :Control of
reproduction
in the cow, J.M. Sreenan(ed.), 169-194. M.
Nijhoff,
TheHague.
Saumande J., 1987.
Superovulation
in cattle : lastimprovements
and prospects. 3rdMeeting European
Embryo
Transfer Association,Lyon
4-5septembre,
97-141.Saumande J.,
Chupin
D., 1986. Induction of super-ovulation incyclic
heifers : theinhibitory
effect oflarge
doses of PMSG.Theriogenology,
25, 233-247. Saumande J.,Chupin
D., Mariana J.C., OrtavantR., Mauleon P., 1978. Factors
affecting
thevariabi-lity
of ovulation rates after PMSG stimulation. In :Control of
reproduction
in the cow, J.M. Sreenan(ed.), 195-224. M.
Nijhoff,
The Hague.Saumande J.,
Heyman
Y, Renard J.P.,Chupin
D.,1980. New attempts for
decreasing
thevariability
of the ovarian response to PMSG in cattle.Comparison
of different schemes of treatment. 9th Intern.
Cong.
Anim.
Reprod.
Arti£ Insem., Madrid 1980, V, 556-559.Saumande J., Procureur R.,
Chupin
D., 1984. Effectof injection time of anti-PMSG antiserum on
ovula-tion rate and
quality
ofembryos
insuperovulated
cows.
Theriogenology,
21, 727-731.Saumande J., Dufour J., Matton P., 1994. The effect
of FSH on follicular
growth
and estradiol secretion in heifers submitted to along
term treatment with aGnRH
agonist.
C.R. l0eColloque
AETELyon,
246. Wilson J.W., Jones A.L., Miller D.R., 1990. Influenceof a dominant follicle on the
superovulatory
res-ponse.
Theriogenology,
33, 349.Abstract
Bovine
embryo production :
what are thefuture
researchoptions for increasing
theeffi-ciency
of superovulation
treatments ?In
bovines,
commercialdevelopment
ofembryo
transfer has existed for about 15 years.Despite
the number of studies undertaken
during
thisperiod,
twomajor
initialproblems
remain unsol-ved. The first is that there arestill,
on average,only
a low number ofembryos
harvested fromeach treated cow.
This, consequently
elevates theproduction
cost. The secondproblem
is thelarge
number of animals that do notproduce
anytransferable
embryo, making
the use of thistech-nique
less attractive ingenetic improvement
pro-grammes. These problems limit thedevelopment
of theembryo
transfertechnique. They
go on,despite
the fact thatsuperovulation
treatmentshave been
optimized,
and thathypophysial
extra-cts used to stimulate folliculargrowth
are better defined and controlled thanthey
were 15 years ago.At the
moment,
the main factordetermining
the number of transferableembryos
is the number of induced ovulations. Studiesinvestigating
therelationship
between ovarian function and theresponse to
superovulation
treatments havedemonstrated that the number of ovulations
depends
on the status of the folliclepopulation
atthe
beginning
of thegonadotrophic
stimulation(presence
of a dominantfollicle,
number offol-licles
greater
than 2 mm indiameter).
It seems,therefore,
thatimprovements
in theefficiency
of thesuperovulation
treatmentsdepend
less on thedevelopment
and use of new molecules or newprotocols
of treatment than on the administra-tion of a «pre-treatment
capable
ofcausing
thedominant follicle to regress and/or
augmenting
the number of follicles that could be recruited
by
thegonadotrophins.
To thisend,
severalpossibili-ties are
understudy.
The initial results areencou-raging
and should soon allow newstrategies
tobe
proposed
that willproduce embryos
moreeffi-ciently
SAUMANDE
