La nidation consiste pour l'embryon, chez les mammifères placentaires, à s'implanter sur ou dans la muqueuse utérine. Pour que la nidation se déroule correctement , il faut d'abord un endomètre apte à recevoir l’œuf. La préparation de l'endomètre se déroule en deux phases : une phase proliférative avant l'ovulation et une phase sécrétoire après l'ovulation. La fenêtre d’implantation s’ouvre 6 jours après le pic préovulatoire de LH et dure environ 4 jours, correspondant aux jours 19 à 22 d’un cycle standardisé de 28 jours.
Après la menstruation,la phase proliférative débute par une augmentation des taux d’œstradiol d’origine ovarienne entraîne une croissance rapide de l’endomètre, dont l’épaisseur et le volume sont en moyenne multipliés par quatre avant l’ovulation. Le taux de croissance endomètriale au cours de ces dix jours est sans équivalent dans tout autre tissu. La phase sécrétoire débute après l’ovulation entraînant une chute rapide de la production ovarienne d’œstradiol et une augmentation des taux de progestérone, qui atteignent un pic 7 à 8 jours plus tard.
Cette nidation est précédée d'une préparation du tissue recevant l'embryon : l'endomètre qui est recouvert de cellules formant l'endothélium luminal en contant avec la cavité utérine. Chez l’être humain, l’implantation embryonnaire est interstitielle, ce qui signifie que l’ensemble de l'oeuf s’enfouit dans l’endomètre avant que le trophoblaste placentaire n’envahisse, au-delà de la muqueuse utérine, le myomètre interne sous-jacent.
La fenêtre de nidation chez l'humain dure 4 jours pendant laquelle l’endomètre est dans un état inflammatoire soutenu par la progestérone . En cas de nidation, les cellules déciduales coopèrent avec les lymphocytes tueurs naturelles qui détruisent les cellules déciduales en voie de sénescence et permettent l’établissement d'un environnement anti-inflammatoire. Cette nidation permettra à l'embryon de développer son placenta en compagnie de la muqueuse utérine de sa mère. Il restera ainsi fixé au corps de cette dernière pendant toute la période de gestation. Une fois l’implantation réalisée, la survie de l’embryon dépend de la transformation de l’endomètre en un lit placentaire anti-inflammatoire, appelé décidua, sous le contrôle homéostatique des lymphocytes tueurs naturelles utérins. Chez l'humain, cette nidation débute environ 6 jours après la fécondation et se termine autour des 14 jours post fécondation.
La fin de la période de la fenêtre de nidation est marquée par l'apparition des cellules déciduales et de lymphocytes tueurs naturelles utérins. En l'absence de nidation , la chute de la progestérone désactive cette coopération, entraîne la disparition rapide des lymphocytes NK utérins, l’accumulation de cellules sénescentes et l’afflux de neutrophiles et de macrophages, rendant la menstruation inévitable.
Les interactions entre l’embryon et l’endomètre sont étroitement régulées. Ils existent des échanges d'information entre plusieurs types cellulaires de l’embryon en développement et de l’endomètre décidualisé par micro-ARN. Si l'embryon n'a pas une bonne qualité biologique, l'endomètre ne favorisera pas son implantation et l'éliminera.
Ces étapes de l’implantation embryonnaire et du développement précoce post-implantatoire présentent une importance clinique majeure. La forte incidence des échecs d’implantation constitue un facteur limitant pour le succès des procédures de fécondation in vitro . De plus, des complications telles que la prééclampsie, le retard de croissance intra-utérin et la naissance prématurée, qui se manifestent plus tard au cours de la grossesse, peuvent trouver leur origine dans des interactions défectueuses entre le trophoblaste et l’endomètre établies dès l’implantation.
Introduction
La reproduction humaine a été décrite comme décevante et inefficace. Cette affirmation semble justifiée, puisque seules 40 à 60 % de toutes les conceptions aboutissent à une naissance chez des femmes jeunes et en bonne santé Hertig A.and , (1967).Comparative Aspects of Reproductive Failure
Editado por Bermischke K. Editorial Springer-Verlag New York. Une fois l’embryon implanté dans l’endomètre, la gonadotrophine chorionique humaine augmente dans le sang et les urines maternels, ce qui permet des estimations fiables de l’incidence des pertes de grossesse. De nombreuses études s’accordent de manière remarquable pour montrer qu’un embryon sur trois disparaît après l’implantation . Plus de la moitié des pertes de grossesse surviennent si précocement qu’elles passent inaperçues, avec peu ou pas d’impact discernable sur la capacité reproductive maternelle, hormis une augmentation de la probabilité de conception lors des cycles suivants . Les pertes restantes se manifestent sous forme de fausses couches cliniques, dont 90 à 95 % surviennent au cours des 12 premières semaines de grossesse . Les estimations des taux d’attrition embryonnaire avant l’implantation sont difficiles à établir et dépendent de variables qui déterminent la probabilité de fécondation, notamment la fréquence des rapports sexuels durant la fenêtre fertile du cycle menstruel . Néanmoins, avec des taux de conception par cycle de 40 % ou moins chez les jeunes femmes cherchant à concevoir, des taux « normaux » de perte embryonnaire pré-implantatoire compris entre 20 et 40 % semblent constituer des estimations raisonnables.
Il n’existe aucune preuve que l’incidence des pertes de grossesse précoces, lorsqu’elle est stratifiée selon l’âge maternel, ait changé au cours des dernières décennies, ni qu’elle varie de manière significative selon les régions du monde . L’âge maternel a toutefois un impact disproportionné sur la probabilité de mener une grossesse à terme, effet qui s’explique par l’influence des erreurs méiotiques dans les ovocytes sur les pertes embryonnaires avant et après l’implantation .
Outre l’âge maternel, des antécédents d’événements reproductifs défavorables sont également associés à un risque accru d’échec de grossesse. Par exemple, le risque de fausse couche augmente de façon progressive de 7 à 9 % à chaque perte de grossesse antérieure, indépendamment de l’âge maternel ou d’autres variables . Il est important de souligner que, même après cinq fausses couches cliniques consécutives avant l’âge de 34 ans, la probabilité d’obtenir une naissance vivante lors de la grossesse suivante dépasse encore 50 % .
Dans le cadre de la fécondation in vitro, la probabilité de grossesse diminue également en fonction du nombre d’échecs d’implantation antérieurs, bien que l’ampleur de cet effet soit modeste comparée à l’impact des fausses couches .
Ainsi, la reproduction humaine se caractérise par des taux d’échec élevés, mais aussi par de bons taux de réussite cumulés, reflétant un système physiologique adapté pour sélectionner contre les descendants de faible aptitude biologique . Tous les mammifères mettent en œuvre des stratégies visant à limiter le risque d’investir dans une descendance non viable . L’instabilité chromosomique intrinsèque des embryons humains a probablement nécessité l’émergence d’un environnement utérin adaptatif notamment la menstruation cyclique, la décidualisation spontanée, ainsi que la biosurveillance et la sélection embryonnaires .
Évolution de la nidation
Au cours de plus de 170 millions d’années d’évolution des mammifères placentaires, un éventail spectaculaire de stratégies reproductives a émergé, donnant lieu à des différences spécifiques aux espèces en matière de développement embryonnaire pré-implantatoire, de structures placentaires, de taille des portées, de durée de gestation, ainsi que des mécanismes qui régissent l’implantation et la parturition. L’innovation reproductive rapide chez les mammifères placentaires est attribuée au rôle de l’ADN des embryons pré-implantatoires, des tissus extra-embryonnaires et des cellules endométriales , entraînant le gain et la perte de nombreux gènes impliqués dans la reproduction .
L’implantation s'effectue dans un endomètre inflammatoire La grossesse chez les mammifères a évolué dans la lignée ancestrale des thériens, avant l’ancêtre commun des marsupiaux et des mammifères euthériens . Chez les marsupiaux, tels que l’opossum gris à queue courte (Monodelphis domestica), la durée de la grossesse est plus courte que le cycle reproducteur, et les profils hormonaux stéroïdiens avant et pendant la gestation sont indiscernables. Pendant une grande partie de la grossesse, l’embryon marsupial se développe au sein d’une coque, qui éclot vers la fin de la gestation. L’attachement ultérieur des membranes extra-embryonnaires à l’épithélium luminal de l’endomètre déclenche une réponse utérine inflammatoire .
À l’inverse, chez l’être humain et les autres euthériens, la grossesse est marquée par deux événements utérins inflammatoires, correspondant respectivement à l’implantation embryonnaire et à la parturition. La grossesse se caractérise en outre par un profil hormonal stéroïdien spécifique et par la suspension du cycle reproducteur, qui ne reprend qu’après la parturition. Ainsi, l’inflammation induite par l’attachement des cellules extra-embryonnaires à l’épithélium luminal de l’endomètre constitue le signal ancestral de reconnaissance utérine de la grossesse chez les mammifères euthériens comme chez les marsupiaux. Chez ces derniers, cette réponse pro-inflammatoire n’est pas contrôlée et conduit à la parturition, tandis que, chez les euthériens, la suppression de l’inflammation muqueuse après l’attachement et l’implantation de l’embryon a permis la formation d’une interface utéro-placentaire stable, la prolongation de la grossesse au-delà du cycle reproducteur et la naissance de jeunes précoces .
Suppression de l’inflammation utérine
La domestication de l’inflammation utérine lors de l’attachement embryonnaire et de l’implantation invasive a nécessité un ensemble d’adaptations maternelles, comprenant une production prolongée de progestérone par l’ovaire, le contrôle utérin de l’invasion placentaire, la tolérance immunitaire et la transformation déciduale de l’endomètre .
Production de progestérone La progestérone est produite par le corps jaune, qui se forme à partir du follicule après l’ovulation et régresse à la fin du cycle reproducteur. La transition de l’oviparité à la viviparité a été facilitée par l’évolution de la production de progestérone par le corps jaune, favorisant la rétention du conceptus dans le tractus reproducteur . Tous les euthériens dépendent d’une signalisation prolongée de la progestérone pour supprimer l’inflammation endométriale et maintenir la quiescence utérine tout au long de la grossesse. Cela est assuré soit par l’allongement de la durée de vie du corps jaune ovarien, soit par le transfert de la production de progestérone vers un autre organe, comme le placenta, soit par une combinaison des deux.
Chez l’être humain, par exemple, l’embryon en cours d’implantation sécrète d’importantes quantités de gonadotrophine chorionique humaine, qui maintiennent temporairement la production ovarienne de progestérone jusqu’à ce que le placenta prenne le relais vers 6 à 8 semaines de grossesse, un processus appelé relais lutéo-placentaire . Les gènes CGB, qui codent la sous-unité β biologiquement active de l’hCG, sont apparus pour la première fois chez l’ancêtre commun des primates supérieurs à la suite de la duplication du gène LHB (codant l’hormone lutéinisante, LH). Les humains possèdent six gènes CGB transcriptionnellement actifs codant différents paralogues, soit le nombre le plus élevé parmi les primates . À l’inverse, chez la souris, le corps jaune demeure l’unique source de progestérone pendant la grossesse .