1. POINT DE VUE D’EXPERT
Comment sélectionner aujourd’hui le meilleur
embryon à transférer ?
How can we nowadays select the best embryo to
transfer?
L. Alter a,*, F. Boitrelle a, C. Sifer b
a Service d’histologie embryologie, biologie de la reproduction, cytogénétique et génétique médicale, CHI Poissy/Saint-Germain-en-
Laye, 10, rue du Champ-Gaillard, 78303 Poissy cedex, France
b Service de biologie de la reproduction, CHU Jean-Verdier, AP–HP, avenue du 14-Juillet, 93143 Bondy, France
Reçu le 19 janvier 2014 ; accepté le 29 avril 2014
Disponible sur Internet le 18 juin 2014
Résumé
Le transfert sélectif d’un seul embryon (eSET) permet d’éliminer presque totalement les grossesses doubles sans pour
autant compromettre les taux de naissance mais cette pratique impose de savoir sélectionner le meilleur embryon pour le
transfert. La morphologie embryonnaire est un paramètre capital et reste aujourd’hui le critère le plus pertinent dans le
choix de l’embryon à transférer. L’introduction de l’imagerie time-lapse, qui permet un suivi continu du développement
embryonnaire, fournit de nouveaux critères prédictifs du potentiel d’implantation de l’embryon mais l’apport réel de ce
système, notamment le rapport bénéfice/coût, n’est à ce jour pas clairement démontré. Dans ce contexte de meilleure
sélection embryonnaire, la culture prolongée (CP) jusqu’au stade blastocyste est une pratique incontournable, mais il
semble judicieux de la réserver à une population de bon pronostic. Par ailleurs, aucun bénéfice n’est apporté par la pratique
du « Preimplantation Genetic Screening » (PGS), analyse du fond chromosomique des embryons par hybridation in situ
fluorescente (FISH) à j3. Un « nouveau » PGS est aujourd’hui pratiqué et consiste en une analyse globale du génome au
stade blastocyste sur cellules trophoblastiques. Si cette pratique semble améliorer les taux d’implantation, son application
en routine ne sera justifiée que si les études randomisées actuellement en cours valident son intérêt clinique. Enfin, il est
probable qu’à l’avenir l’évaluation de la qualité embryonnaire intégrera des critères métaboliques fournis par les techniques
dites « omics ». Ces nouvelles approches pourraient permettre de disposer de biomarqueurs fiables prédictifs de la qualité
embryonnaire voire de grossesses.
2014 Publié par Elsevier Masson SAS.
Abstract
Multiple pregnancies stand as the most common adverse outcome of assisted reproduction technologies (ART) and the
dangers associated with those pregnancies have been reduced by doing elective single embryo transfers (e-SET). Many
studies have shown that e-SET is compatible with a continuously high pregnancy rate per embryo transfer. Yet, it still
becomes necessary to improve the selection process in order to define the quality of individual embryos – so that the ones
we choose for transfer are more likely to implant. First, analysis of embryo morphology has greatly helped in this
identification and remains the most relevant criterion for choosing the embryo. The introduction of time-lapse imaging
provides new criteria predictive of implantation potential, but the real contribution of this system – including the benefit/
cost ratio – seems to be not yet properly established. In this context, extended culture until blastocyst stage is an essential
Gynécologie Obstétrique Fertilité 42 (2014) 515–525
* Auteur correspondant.
Adresse e-mail : alter.laura@hotmail.fr (L. Alter).
http://dx.doi.org/10.1016/j.gyobfe.2014.05.006
1297-9589/ 2014 Publie´ par Elsevier Masson SAS.

2. practice but it appears wise to keep it for a population showing a good prognosis. Then, the failure of aneuploid embryos to
implant properly led to achieve preimplantation genetic screening (PGS) in order to increase pregnancy and delivery rates
after ART. However, PGS by fluorescence in situ hybridization (FISH) at day 3 is a useless process – and may even be
harmful. Another solution involves using comparative genomic hybridisation (CGH) and moving to blastocyst biopsy.
Finally, it is envisaged that morphology will also be significantly aided by non-invasive analysis of biomarkers in the culture
media that give a better reflection of whole-embryo physiology and function.
2014 Published by Elsevier Masson SAS.
Mots clés : Fécondation in vitro ; Morphologie embryonnaire ; ESET ; Cinétique ; Time-lapse ; Diagnostic pré-implantatoire ; Omics
Keywords: In vitro fertilization; Embryo morphology; eSET; Kinetic; Time-lapse; Preimplantation genetic diagnosis; Omics
1. INTRODUCTION
Les grossesses multiples issues de l’assistance médicale à la
procréation (AMP) constituent un sujet de préoccupation
mondiale en termes de santé publique. De nombreuses études
montrent que par rapport aux grossesses uniques, les
grossesses multiples ont un risque nettement supérieur de
morbidité et de mortalité maternelle et il est clairement établi
que les risques de toutes les complications périnatales
augmentent avec le nombre de foetus : prématurité, hypo-trophie
foetale, séquelles neurologiques, morbidité et mortalité
périnatales. Ainsi, limiter le nombre de grossesses multiples
apparaît important et de nombreuses publications sur le
transfert sélectif d’un seul embryon ont vu le jour ces dernières
années. En Europe, le taux de grossesses multiples après
transfert d’embryons a régulièrement diminué depuis l’an 2000,
passant de 26,9 % à 20,2 % en 2009 [1]. En France, les grossesses
gémellaires représentaient 23,3 % des accouchements après FIV
ou ICSI entre 2000 et 2004 (données FIVNAT 2006) contre
18,6 % en 2011 (données ABM 2012). Il existe de grandes
différences entre les pays européens en ce qui concerne les
grossesses multiples mais l’on observe une tendance homogène
à transférer un moindre nombre d’embryons.
Dès 1993 en Suède, il y eu une volonté de réduire le nombre
d’embryons transférés de trois à deux. Il en a résulté une
diminution du nombre de grossesses triples, tout en conservant
un taux de grossesse et d’accouchement peu différent
(National Board of Health and Welfare, 2004). Si aujourd’hui
les grossesses triples ont fortement diminué, les grossesses
gémellaires issues de l’AMP sont toujours préoccupantes. Face
à cette problématique, le transfert sélectif d’un seul embryon
(eSET, pour elective single embryo transfer) est le moyen le plus
simple d’éviter les grossesses gémellaires. L’utilisation de cette
stratégie est variable selon les pays et les premiers à adopter
cette politique de transfert furent les pays nordiques, avec en
tête la Suède, qui entre 2003 et 2005 a pratiqué 69,4 % d’eSET.
À l’inverse, les États-Unis n’ont effectuées que 2,8 % d’eSET
durant cette même période [2]. Pourtant, les données publiées
montrent qu’une application judicieuse de l’eSET limite
largement les grossesses doubles sans pour autant compro-
mettre les taux de naissance. Néanmoins, cette pratique
impose de transférer un embryon d’excellente qualité et à fort
potentiel implantatoire et il devient donc indispensable de
savoir sélectionner le meilleur embryon à replacer afin de ne
faire perdre aucune chance de grossesse au couple en désir
d’enfant. Le but de cet article est de faire le point sur les
différents critères actuellement utilisés dans l’évaluation de la
qualité embryonnaire et de déterminer comment sélectionner
le meilleur embryon pour le transfert.
2. CRITÈRES MORPHOLOGIQUES
La morphologie embryonnaire observée au microscope
tient une place de choix dans l’évaluation de la viabilité de
l’embryon. Elle est actuellement le principal critère utilisé pour
la sélection de l’embryon à transférer et une bonne maîtrise de
ce paramètre est obligatoire pour développer avec succès un
programme d’eSET.
2.1. Observations statiques
Des classifications embryonnaires existent pour chaque
stade de développement, du lendemain de la ponction
folliculaire jusqu’au stade blastocyste, cinq jours (j) après la
ponction.
2.1.1. Le zygote
Scott et Smith [3] publient en 1998 une classification
comparative des tailles et positions des pronuclei en intégrant :
le nombre, la taille et l’alignement des précurseurs nucléolaires.
Elle distingue dans un premier temps cinq grades puis cette
classification a été revue en fonction de l’aptitude des embryons
à atteindre le stade de blastocyste sous la dénomination de « Z-score
» [4]. Z1 et Z2 sont considérés comme les Z-scores
donnant les meilleures chances de développement et d’implan-
tation embryonnaires. Bien que des études confirment la
différence d’implantation en fonction du profil zygotique, la
finesse des paramètres observés fait de cette classification un
outil relativement difficile à manier et son intérêt reste
controversé.
2.1.2. L’embryon
La première division mitotique survient généralement à la fin
de la première journée de culture et dès le stade deux cellules,
de nombreuses anomalies sont visibles lors de l’observation au
microscope. Elles concernent en particulier la régularité des
L. Alter 516 et al. / Gynécologie Obstétrique Fertilité 42 (2014) 515–525

3. blastomères, la présence de fragments ainsi que le degré de
nucléation des blastomères.
Différentes classifications sont utilisées en France. Celle
faisant l’objet d’un consensus des BLEFCO présente l’avantage
d’une codification simple et repose sur le nombre de cellules de
l’embryon, l’aspect typique des blastomères et le pourcentage
de fragments.
Au laboratoire, la classification utilisée tient compte de ces
trois mêmes critères, mais la codification est différente. Le
pourcentage du volume embryonnaire occupé par les
fragments est désigné par une lettre : A, B, C ou D, les
embryons de type A ne présentant pas de fragments. Le
nombre de blastomères est chiffré et au total, le type
embryonnaire est désigné par un chiffre et une lettre. Les
embryons de type A et B, à condition d’avoir un nombre de
cellules conforme au stade de développement, sont ceux ayant
le meilleur potentiel implantatoire.
Certains auteurs ont proposé des adaptations de la
classification BLEFCO en attribuant des points à chaque
embryon en fonction de critères prédéfinis (scoring). Une étude
portant sur une série de 987 transferts d’un seul embryon [5] a
évalué la valeur prédictive relative de chacun des paramètres
suivants : absence de blastomères irréguliers, absence de
fragmentation (ou fragmentation représentant moins de 20 %
du volume embryonnaire) et stade 4 cellules. Cette évaluation a
permis de définir un score embryonnaire à 4 points
significativement corrélé au taux de grossesse (embryons de
score 1 : taux d’implantation = 4 % vs score 4 = 16 %).
Par la suite, d’autres auteurs ont montré l’intérêt de
combiner ces différents critères. En 2007, Holte et al. [6] ont
analysé de manière prospective 2266 cycles de FIV/ICSI, suivis
d’un transfert de deux embryons. Cinq critères ont été évalués
pour guider le choix des embryons à transférer : le nombre de
blastomères, le degré de fragmentation, les différences de taille
entre les blastomères, la symétrie du clivage et la mono-nucléarité
des blastomères (Fig. 1). Les résultats montrent que
ces cinq paramètres sont fortement corrélés au potentiel
d’implantation de l’embryon mais seuls le nombre de
blastomères, leur mononucléarité et leur taille sont des
variables indépendantes. Il a donc été possible d’établir un
score fiable de notation des embryons (score IMC pour
Integrated Morphology Cleavage), validé statistiquement et
prédictif de l’implantation embryonnaire. Ce modèle de
notation comprenant le stade de clivage, l’homogénéité de
taille des blastomères et leur mononucléarité permet donc
d’optimiser la sélection des embryons à transférer.
2.1.3. Le blastocyste
Dès le 5e jour survient la mise en place du blastocoele, cavité
dont l’apparition est excentrée, définissant le blastocyste jeune.
Le blastocoele grossit jusqu’à aplatissement des cellules en
périphérie qui prennent le nom de trophectoderme et les
cellules internes s’organisent pour former le bouton embryon-
naire ou masse cellulaire interne (MCI).
À ce stade, la classification de Gardner et Schoolcraft [7] a
été proposée. Elle repose sur l’évolution du blastocyste et
définit six stades en fonction de l’apparition du blastocoele et de
l’augmentation de volume qu’il impose à l’embryon (B1 à B6). À
partir du stade B3, cette classification est complétée par
l’analyse du bouton embryonnaire (type A à C), A représentant
un bouton embryonnaire formé de nombreuses cellules bien
compactées. Cette classification tient également compte de
l’aspect du trophectoderme, aussi caractérisé par trois grades
A, B et C (Fig. 2).
Le transfert tardif au stade blastocyste est désormais une
pratique nécessaire et les nombreuses publications sur le sujet
montrent qu’il permet une meilleure sélection de l’embryon
Fig. 1. Paramètres morphologiques de sélection embryonnaire, d’après Holte et al. [6].
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4. ainsi qu’une meilleure synchronisation de l’embryon et de
l’endomètre.
En 2011, Goto et al. publient [8] une analyse rétrospective
visant à estimer le taux de grossesse après FIV ou ICSI, en
fonction de la morphologie du blastocyste et de l’âge de la
patiente. Dans ce but, ils analysent 1488 cycles de transfert
unique d’un blastocyste congelé. Les blastocystes sont évalués
avant et après décongélation en utilisant la classification de
Gardner et trois groupes sont constitués en fonction de l’âge
des patientes. Les taux de grossesse clinique (CPR), de
grossesse viable (VPR) et d’accouchement (DR) sont mesurés
dans chacun des groupes. Deux critères sont donc pris en
compte ici : la qualité du blastocyste et l’âge de la patiente. Les
résultats montrent tout d’abord que la qualité du blastocyste
décroît à mesure que l’âge maternel avance ( p 0,001) et pour
un blastocyste de même qualité, les CPR, VPR et DR diminuent
avec l’âge. D’autre part, quel que soit l’âge de la patiente, on
observe des taux de grossesse et d’accouchement significati-
vement plus faibles pour les transferts de blastocystes de
mauvaise qualité. Il existe donc une corrélation significative
entre la qualité du blastocyste et l’issue des tentatives de FIV/
ICSI, en plus de l’influence de l’âge maternel.
La classification de Gardner a une valeur prédictive du
potentiel de l’embryon à s’implanter et à donner une grossesse
évolutive et constitue un critère majeur pour le choix de
l’embryon à transférer. De plus, l’aspect du trophectoderme
apparaît comme étant un critère morphologique particulière-
ment important. L’étude d’Ahlstrom en 2011 analyse les issues
de 1117 transferts frais d’un blastocyste à j5 en fonction de
chacun des trois paramètres de la classification de Gardner
(degrés d’expansion, masse cellulaire interne et aspect du
trophectoderme). Les résultats montrent que la qualité du
Fig. 2. Classification des blastocystes.
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5. trophectoderme est le seul critère indépendant significative-
ment corrélé aux taux de grossesses et constitue le paramètre
morphologique le plus prédictif de naissances.
2.2. Observations dynamiques
La sélection des embryons à replacer est donc essentiel-
lement basée sur des critères morphologiques. Cependant,
ceux-ci ne peuvent être dissociés de la notion d’évolution
dynamique au cours des 2 à 5 jours de culture et la cinétique du
développement embryonnaire constitue un élément important
à considérer pour la sélection des embryons.
2.2.1. Clivage précoce
La survenue précoce de la première division embryonnaire,
environ 26 heures après la fécondation, peut aider à l’évaluation
de la qualité embryonnaire [9]. Ce critère à l’avantage d’être
facile à établir car l’observation de deux cellules suffit à affirmer
la présence d’un clivage précoce et depuis plusieurs années, de
nombreuses équipes l’utilisent.
D’après les données publiées, la présence d’un clivage
précoce est corrélée avec un meilleur potentiel de développe-
ment embryonnaire. Ce critère peut même être utilisé de façon
plus fine en distinguant les clivages rapides à deux cellules
régulières de ceux présentant deux cellules irrégulières et/ou
des fragmentations. Dans une étude publiée en 2007 [10],
Terriou et al. analysent ces différents types de clivage précoce à
26 heures après FIV ou ICSI sur 371 embryons afin d’évaluer la
valeur prédictive du clivage précoce à deux cellules régulières
(EEC) sur les taux de grossesse, en plus du score embryonnaire
au deuxième jour (j2). Les résultats montrent que parmi les
embryons de morphologie satisfaisante à 48 heures, ceux issus
de divisions précoces harmonieuses ont un meilleur taux
d’implantation que ceux issus de divisions précoces irréguliè-
res. Ce critère dynamique apporterait donc de la prédictivité
supplémentaire à la morphologie embryonnaire classique et
combiner ces données permet d’affiner le choix de l’embryon à
transférer. D’autres études ont par la suite validé l’intérêt de ce
paramètre. En 2009, Fu et al. [11] évaluent pour 9544 embryons
la présence ou non d’un clivage précoce entre 25 et 29 heures.
Là encore, il retrouve de manière significative d’avantage de
grossesses par transfert pour les embryons clivés précoce-
ment.
Néanmoins, certaines publications viennent contredire ces
résultats quant à la pertinence de ce paramètre. L’étude de
Sundström et Saldeen [12] en 2008 regroupe 275 transferts
frais d’un seul embryon et compare deux groupes selon la
présence ou non d’un clivage précoce à 25–28 heures. Les
résultats montrent que les taux d’implantation et de naissance
sont similaires dans les deux groupes et que lorsqu’un embryon
de bonne qualité est transféré, le clivage précoce ne semble pas
avoir d’intérêt supplémentaire pour prédire son potentiel
implantatoire. Ce résultat est confirmé en 2011 par l’étude
prospective observationnelle de Sifer et al. [13] qui identifie les
critères prédictifs de grossesse clinique après transfert d’un
embryon. L’eSET est proposé aux patientes de moins de 37 ans,
ayant au moins deux embryons de bonne qualité dont un « top
embryon », et pour lesquelles il s’agit d’un premier ou
deuxième cycle de FIV/ICSI. Les résultats montrent que la
survenue d’une grossesse clinique après eSET est associée de
manière significative à l’âge maternel et au nombre d’embryons
de bonne qualité obtenus à j2 ou j3. Par contre, pour ces
embryons de bonne qualité, les taux d’implantation sont
semblables quel que soit leur score zygotique, leur degrés de
fragmentation et la survenue ou non d’un clivage précoce.
Il apparaît donc que les critères utilisés pour définir les
embryons de bonne qualité, à savoir la présence de 6 à 9 cellules
à j3, moins de 20 % de fragmentation et l’absence de blastomère
multinucléé, sont ceux à retenir pour l’eSET, associés à l’âge
maternel et au rang de tentative.
Néanmoins, Lamazou et al. publient en 2010 [14] une étude
visant à appliquer les critères d’eSET proposés dans la
littérature à la population du centre afin d’évaluer le
pourcentage de leur population éligible à l’eSET selon ces
critères. Les résultats montrent que ces critères d’inclusion ne
concernent qu’une minorité de la population étudiée (2,4 % à
10,8 %) et ne modifieront donc que peu les taux de grossesses
géméllaires. Il convient donc d’essayer d’élargir les critères
d’éligibilité à l’eSET, notamment l’âge maternel, fixé à 37 ans ici.
En effet, l’étude de Veleva et al. [15] qui analysent les résultats
d’eSET chez des patientes de 36 à 39 ans montre des taux de
grossesse semblables à ceux retrouvés dans les études portant
sur des femmes plus jeunes. Il serait donc envisageable
d’étendre la pratique de l’eSET jusqu’à un âge maternel limite de
39 ans.
2.2.2. Jour du transfert
Si l’intérêt du clivage précoce est discrédité par les résultats
de l’étude de Sifer et al. [13], le jour du transfert embryonnaire
apparaît lui comme étant un paramètre important à prendre en
compte. En effet, les résultats de cette même étude montrent
une diminution significative du taux de grossesses cliniques
lorsque l’eSET est effectué à j2 par rapport à j3, probablement
liée à une meilleure sélection embryonnaire. Il semblerait donc
préférable, dans une population à bon pronostic éligible à
l’eSET, d’effectuer le transfert à j3 plutôt qu’à j2.
Ce résultat est en accord avec une méta-analyse
précédemment publiée sur ce sujet [16] même si aucune
différence significative en termes de taux de grossesse évolutive
et de taux d’accouchement entre les transferts embryonnaires
frais à j2 ou j3 n’est observée.
Par ailleurs, lorsque l’embryon est replacé à j3, la qualité
embryonnaire est généralement appréciée de manière quoti-dienne
jusqu’au moment du transfert. Mais existe-t-il réelle-
ment un intérêt à évaluer ces critères toutes les 24 heures ?
La publication de Racowsky et al. [17] en 2009 vise à établir
un modèle prédictif pour la sélection de l’embryon à j3 et
montre qu’une évaluation à j1 seulement est insuffisante pour
prédire le développement embryonnaire, le pouvoir discrimi-nant
étant le moins bon. A contrario, il n’est pas retrouvé de
différence significative entre une évaluation à j2 seul, j3 seul ou
quotidienne jusqu’à j3. Sachant que cette pratique impose de
sortir les embryons des conditions optimales de gaz et de
température de l’incubateur, l’analyse de la morphologie
L. Alter et al. / Gynécologie Obstétrique Fertilité 42 (2014) 515–525 519

6. embryonnaire uniquement avant le transfert à j3 pourrait être
préférable dans la mesure où elle fournit la même valeur
prédictive.
Toujours dans le but d’améliorer la sélection embryonnaire
en vue d’eSET, le transfert embryonnaire au stade blastocyste
est une pratique de plus en plus utilisée. La culture prolongée
(CP) jusqu’à j5 présente de nombreux avantages, notamment
d’un point de vue cytogénétique puisque les embryons les plus
déséquilibrés chromosomiquement n’atteindront pas le stade
de blastocyste [18]. De plus, les nombreuses données publiées
révèlent des taux d’implantation nettement supérieurs après
transfert au stade blastocyste. L’étude de Papanikolaou et al.
[19] parue en 2008 rassemble les résultats de six études
randomisées, soit 1654 patientes séparées en deux groupes
selon que le transfert s’effectue au stade j2/j3 ou au stade
blastocyste. Les résultats montrent que le taux de naissance par
patiente est significativement plus élevé lorsque le transfert se
fait au stade de blastocyste ( p = 0,005) mais la CP expose au
risque de ne pas obtenir de blastocystes à transférer et les taux
d’annulation retrouvés sont aussi significativement plus
importants.
La CP jusqu’au stade blastocyste aboutit donc à une
diminution du nombre d’embryons transférables ou congela-
bles, mais les taux d’implantation sont nettement améliorés
après transfert à j5 par rapport à j2/j3 lorsqu’un même nombre
d’embryons est transféré.
Les données publiées par Guerif et al. [20] en 2009 confir-ment
ces résultats pour les transferts frais de blastocystes.
Dans une étude prospective portant sur 478 couples pour
lesquels un seul embryon est transféré soit à j2 (n = 243), soit
au stade blastocyste (n = 235), le taux d’accouchement est
mesuré, incluant les transferts frais et congelés dans les deux
groupes. Ces résultats montrent un taux d’accouchement par
cycle significativement plus élevé après transfert frais d’un
blastocyste par rapport au transfert d’un embryon clivé à j2.
Cependant, le transfert d’un embryon clivé décongelé conduit à
de meilleurs résultats que le transfert d’un blastocyste
décongelé, du fait de taux de survie plus faibles après
congélation/décongélation pour les blastocystes (77 % à j2 vs
65 % à j5). Au total, le taux de naissance cumulée par couple,
incluant les transferts frais et congelés, est similaire dans les
deux groupes (34,2 % à j2 vs 37,9 % à j5). Néanmoins,
l’amélioration des techniques de cryoconservation des blasto-cystes
pourrait modifier ces résultats et l’apport certain de la
vitrification est attendu ici. En effet, les résultats montrent que
la vitrification permet d’obtenir, à tous les stades embryonnai-
res, de meilleurs taux de survie et en particulier de meilleurs
taux de survie intacte [21].
La CP est donc aujourd’hui une pratique incontournable
mais son bénéfice clinique n’est pas, à ce jour, clairement
démontré dans la littérature et la pratiquer de façon
systématique ne semble pas être justifiée. En effet, l’analyse
de l’étude de Blake et al. [22], qui regroupe les données de
18 essais randomisés, montre que le taux de naissance par
transfert embryonnaire frais est significativement supérieur
après CP uniquement lorsque la randomisation était faite à j2/
j3, lorsque de nombreux embryons de bonne qualité étaient
disponibles aux stades précoces. En revanche, aucun bénéfice
significatif n’était attribué à la CP lorsqu’elle était décidée en
amont, au début de la stimulation ovarienne, voir à j0 ou j1 de la
tentative de FIV/ICSI. Le transfert tardif au stade blastocyste
semble donc avoir un réel intérêt lorsque réservé à une
population de bon pronostic, également éligible à l’eSET.
La CP permet donc dans ces conditions de mieux
sélectionner l’embryon à transférer et depuis quelques années,
une meilleure prédiction précoce du développement du
blastocyste est envisagée grâce aux données fournies par le
time-lapse.
2.2.3. Time-lapse
Pour pallier les limites de l’observation intermittente, Payne
et al. ont développé le time-lapse, système permettant de suivre
de façon continue le développement précoce embryonnaire. La
publication de Mio et Maeda [23] en 2008, illustre bien l’intérêt
de cet équipement. Des étuves équipées de caméras intégrées
permettent de maintenir les embryons dans des conditions de
culture optimales stables et d’acquérir des images digitales
rapprochées sans sortir les embryons de l’étuve et les données
ne montrent aucun effet délétère de cet outil sur la
morphologie embryonnaire ni sur les taux de grossesse
clinique.
Plusieurs systèmes time-lapse sont disponibles actuellement
et de nombreuses publications sur le sujet ont vu le jour ces
dernières années, soulignant toutes l’importance des événe-ments
précoces du développement embryonnaire. Notam-
ment, les résultats publiés par Wong et al. [24] en
2010 suggèrent que les étapes qui précèdent l’activation du
génome embryonnaire permettent de prédire le développe-
ment jusqu’au stade blastocyste. Les observations faites
révèlent que les embryons qui atteignent le stade blastocyste
suivent une cinétique de développement stricte et prévisible
lors des premières divisions. Trois paramètres dynamiques
semblent prédire le développement ultérieur de l’embryon
jusqu’à j5 : la durée de la première cytokinèse, le temps entre la
première et la deuxième mitose et l’apparition synchrone des
troisième et quatrième blastomères (Fig. 3). La pertinence de
ces critères et l’importance du « timing » des évènements
précoces ont été confirmés dans plusieurs études récentes et le
concept de « morphocinétique » est apparu, qui combine la
morphologie et la cinétique de développement embryonnaire
[25]. Les données de la littérature montrent l’existence de
marqueurs morphocinétiques prédictifs du développement
embryonnaire, susceptibles d’être utilisés afin d’affiner le choix
de l’embryon à transférer mais l’intérêt clinique de ces
paramètres reste à confirmer et des études prospectives sont
en cours. En effet, si l’observation en continu du développe-
ment embryonnaire permet d’envisager une amélioration
globale des aspects embryologiques de l’AMP, le rapport
bénéfice/coût du time-lapse n’est encore, à ce jour, pas
clairement démontré. Aucune étude ne permet notamment
d’affirmer que les bénéfices apportés par ce système sont dus
aux critères cinétiques fournis ou simplement au maintien des
embryons dans des conditions de gaz et de température
optimales.
L. Alter 520 et al. / Gynécologie Obstétrique Fertilité 42 (2014) 515–525

7. La sélection du meilleur embryon à transférer en vue d’eSET
repose donc en grande partie sur l’analyse de la morphologie
embryonnaire et la mise en place de classifications appropriées.
Des critères dynamiques sont venus s’ajouter à l’évaluation du
potentiel implantatoire de l’embryon et depuis quelques
années, l’introduction de nouvelles approches non morpho-
logiques tend également à optimiser ce choix.
3. CRITÈRES NON MORPHOLOGIQUES
L’avènement de la génomique, technique invasive d’explora-
tion du génome embryonnaire et plus récemment de la
métabolomique, de la transcriptomique et de la protéomique,
techniques non invasives d’étude du sécrétome de l’embryon,
apporte de nouveaux facteurs prédictifs de la qualité
embryonnaire.
3.1. Approches invasives
3.1.1. « Preimplantation Genetic Diagnosis »
(PGD)
En France, la pratique du diagnostic pré-implantatoire (DPI)
est autorisée depuis 1999 pour les couples ayant une forte
probabilité de donner naissance à un enfant atteint d’une
maladie génétique grave reconnue comme incurable au
moment du diagnostic. Le DPI permet de déterminer le statut
génétique ou chromosomique d’un embryon obtenu par
fécondation in vitro (avec ICSI) avant son transfert dans
l’utérus en prélevant un ou deux blastomères à j3. Les
blastomères sont ensuite analysés soit par biologie moléculaire
pour les maladies monogéniques, soit par des techniques
d’hybridation in situ fluorescente (FISH) pour les indications
chromosomiques ou pour certaines maladies dont la trans-
mission est liée au sexe.
Le diagnostic moléculaire repose sur le principe de la PCR
( polymerase chain reaction) et l’analyse se faisant sur cellule
unique (blastomère), le DPI moléculaire se heurte à un
problème majeur : la faible quantité d’ADN génomique
disponible. En effet, le contenu en ADN d’un blastomère est
minime (5–10 pg), alors qu’un diagnostic génétique « classique »
est fondé sur l’amplification d’une quantité d’ADN de l’ordre de
50 à 500 pg (10 000 à 100 000 cellules). Un important nombre
de cycles d’amplification est donc requis pour effectuer le
diagnostic, ce qui intensifie les problèmes qui affectent
couramment tous les tests PCR. Le risque de contamination
par de l’ADN étranger ou parental entraîne ainsi un risque
accru de diagnostic erroné. De plus, le phénomène d’allèle drop
out (ADO), qui peut être défini comme un échec d’amplification
n’affectant qu’un seul des allèles parentaux présents dans une
cellule isolée, peut aussi donner lieu à un résultat inexact, bien
que diminué de manière drastique par l’utilisation de nouveaux
protocoles. Ces contraintes imposent donc un réglage
minutieux des conditions de PCR et l’analyse moléculaire peut
s’avérer très exigeante sur le plan technique.
Le diagnostic cytogénétique (hors diagnostic de sexe)
concerne les patients porteurs d’une anomalie chromosomique
de structure, particulièrement à risque de produire des
gamètes comptant un nombre incorrect de chromosomes. Il
fait appel à la technique de FISH sur des cellules interphasiques,
qui permet de détecter grâce à l’hybridation de sondes
adéquates les segments chromosomiques impliqués dans les
éventuels déséquilibres méiotiques survenus lors de la
ségrégation des chromosomes impliqués dans le remaniement.
Le service de cytogénétique de l’hôpital Necker Enfants Malades
a développé des sondes de grande taille (1 à 2 Mb) pour chaque
extrémité télomérique, afin de réduire le taux d’hybridation
inefficace (pour mémoire la taille des sondes commerciales est
de 0,2 à 0,4 Mb). L’utilisation de ces sondes a permis de réduire le
taux de non-réponse lors d’un DPI de 20 à 2 % et la FISH
constitue aujourd’hui une technique fiable et résolutive pour le
diagnostic des déséquilibres chromosomiques.
Cependant, le DPI chromosomique se heurte à une difficulté
majeure, inhérente à la physiologie des premières divisions
embryonnaires : l’instabilité chromosomique générant le
mosaïcisme, phénomène selon lequel les cellules d’un embryon
n’ont pas toutes le même contenu chromosomique. En effet, les
données récentes de la littérature révèlent que jusqu’à 90 % des
embryons humains sont mosaïques à j3 [26,27] l’analyse d’un ou
deux blastomères n’étant alors pas représentative du statut
global de l’embryon. Par conséquent, de nombreux pays
effectuent désormais la biopsie à j5 et l’analyse porte alors sur
des cellules du trophectoderme (Fig. 4). Cette technique
présente l’avantage de fournir plus de matériel pour le
diagnostic (5 à 10 cellules), limitant ainsi le risque d’erreur
dû au mosaïcisme, tout en laissant la masse cellulaire interne, à
l’origine de l’embryon, intacte [28]. De nombreux résultats ont
été publiés ces dernières années en faveur de cette pratique et
des études randomisées sont en cours pour confirmer l’intérêt
clinique du DPI au stade blastocyste.
Cette remise en question récente des pratiques dans le
cadre DPI fait suite aux questions soulevées par la pratique
depuis une quinzaine d’années du « Preimplantation Genetic
Screening » (PGS), analyse du fond chromosomique des
embryons.
Fig. 3. Timing des premières divisions embryonnaires, d’après Wong et al.
L. Alter et al. / Gynécologie Obstétrique Fertilité 42 (2014) 515–525 521

8. 3.1.2. « Preimplantation Genetic Screening »
(PGS)
Le PGS est pratiqué dans de nombreux pays pour les couples
à risque d’obtenir des embryons porteurs d’anomalies
chromosomiques de nombre (aneuploïdies) dans les indications
suivantes : âge maternel avancé, antécédents de fausses
couches à répétition et échecs répétés d’implantation. Cette
pratique part du constat que l’aneuploïdie est extrêmement
courante chez les embryons en division et mène à l’arrêt du
développement, à l’échec d’implantation ou à l’avortement
spontané. Il a donc été avancé qu’en ayant recours au dépistage
des aneuploïdies en pré-implantatoire et en ne transférant que
les embryons normaux sur le plan chromosomique, les issues
de FIV s’en trouveraient améliorées. La pratique du PGS s’est
largement répandue durant les années 2000 et comme pour le
DPI, les embryons en division étaient biopsiés et l’analyse des
blastomères était faite par technique de FISH mais dans le cadre
du PGS, 6 à 15 chromosomes par embryon étaient examinés
Fig. 4. Biopsie des cellules du trophectoderme à j5, d’après Kokkali et al.
Fig. 5. Métabolisme du glucose et taux de grossesse, d’après Gardner et al. A. Consommation de glucose par l’embryon à j4 et issue de FIV (rythme cardiaque
foetal). B. Consommation de glucose par l’embryon à j5 et issue de FIV (rythme cardiaque foetal).
L. Alter 522 et al. / Gynécologie Obstétrique Fertilité 42 (2014) 515–525

9. (les chromosomes 13, 16, 18, 21, 22, X et Y le plus souvent).
Cependant, des études récentes sont venues remettre en cause
l’intérêt clinique de cette pratique.
Depuis 1997, un rapport de l’ESHRE analyse les données
concernant le PGD de l’ensemble des centres participant au
consortium Européen. Harper et al. [29] présentent dans leur
papier un aperçu des dix premières années, en réunissant les
données publiées entre 1997 et 2007 et pour la première fois
depuis 1997, le nombre de cycles de PGS réalisés est en baisse
dans le dernier rapport de l’ESHRE publié. Cette tendance peut
s’expliquer par le fait que plusieurs centres ont réduit ou
stoppé leur pratique du PGS, suite à la publication ces dernières
années de plusieurs essais randomisés qui peinent à démontrer
le bénéfice apporté par cette technique. En 2007, Mastenbroek
et al. [30] ont signalé les résultats d’un essai randomisé à double
insu, multicentrique et de grande envergure, qui démontrent
qu’une FISH visant neuf chromosomes (1, 13, 16, 17,18, 21, X et
Y) sur un blastomère biopsié à j3 ne constitue pas un moyen
efficace d’améliorer les taux de grossesse pour les femmes
âgées de 35 à 41 ans.
Ces résultats sont renforcés par l’étude de Staesssen et al.
[31] en 2008 qui n’observent pas d’augmentation des taux de
naissance après PGS pour les femmes de moins de 36 ans et par
Hardarson et al. [32] pour les femmes de plus de 38 ans. De
même, en 2010 les études de Debrock et al. [33] et de Milán
et al. [34] confirment l’absence de bénéfices apportée par le
PGS en termes de grossesses cliniques et de naissances. Au
total, plus de onze essais randomisés ont été publiés et il est
désormais admis que la pratique du PGS par FISH à j3 est
inefficace voire délétère. Depuis, plusieurs hypothèses ont été
avancées pour expliquer ces résultats. Tout d’abord, l’impact
de la technique d’aspiration en elle-même sur le développement
ultérieur de l’embryon a toujours été très discuté. Deux études
récentes ont montré que la biopsie de deux blastomères au
stade huit cellules influait négativement sur l’aptitude de
l’embryon à évoluer jusqu’au stade blastocyste. Il en résulte une
diminution du nombre d’embryons disponibles pour le
transfert [35] et une diminution du taux de naissances lorsque
comparé au groupe contrôle [36].
De plus, l’analyse d’une ou deux cellules n’est pas forcément
représentative du reste de l’embryon du fait de l’importance du
mosaïcisme à j3. Les données de la littérature montrent que le
développement embryonnaire précoce se démarque par
l’importance des anomalies chromosomiques retrouvées à
ce stade et ce d’autant que le nombre de chromosomes
analysés est important. En effet, des équipes ayant appliquées
des méthodes d’étude globale du génome pour l’analyse d’un
blastomère à j3 révèlent que 60 % à 90 % des embryons sont
mosaïques à ce stade [26,27]. Si des taux importants de
mosaïcisme persistent au stade de blastocyste, ce phénomène
diminue entre j3 et j5, soit par arrêt de développement des
embryons les plus déséquilibrés, soit par « auto-correction »
des anomalies chromosomiques. Dans son étude, Barbash-
Hazan et al. [37] ré analysent par FISH à j5 des embryons
diagnostiqués aneuploïdes à j3 et retrouve ces phénomènes de
correction (self-correction), puisque près de 10 % des embryons
aneuploïdes à j3 étaient parfaitement euploïdies à j5. De fait,
l’analyse d’un ou deux blastomères à j3 dans le cadre du PGS
peut donc conduire à exclure, à tort, un embryon potentiel-
lement viable. De plus, l’analyse d’un blastomère par FISH ne
porte que sur un nombre restreint de chromosomes (15 au
plus), ne permettant donc qu’un dépistage partiel des
aneuploïdies.
Le PGS, lorsque pratiqué par FISH à j3, n’est donc pas
représentatif du statut chromosomique global de l’embryon et
s’expose à un risque important d’erreur diagnostique. Par
conséquent, il est aujourd’hui nécessaire d’évaluer d’une part,
l’avantage de nouvelles techniques permettant une analyse
globale du génome, comme la CGH Array et, d’autre part,
l’intérêt d’effectuer le dépistage au stade blastocyste sur
cellules trophoblastiques. De nombreux pays utilisent déjà
cette pratique en routine depuis plusieurs années et rapportent
une amélioration des taux d’implantation, mais la pratique de ce
« nouveau » PGS par CGH Array à j5 ne sera réellement
justifiée que si les études randomisées actuellement en cours
valident son intérêt clinique [38].
3.2. Approches non invasives
De nombreux travaux actuels s’orientent plutôt vers une
approche fonctionnelle pour prédire la viabilité embryonnaire.
Il s’agit ici d’étudier le métabolisme de l’embryon (métabolo-
mique), les ARN messagers transcrits à partir de son ADN
(transcriptomique) et les protéines qui en sont issues
(protéomique). Ces nouvelles techniques se regroupent sous
le terme générique « omics » et contrairement à la génomique,
elles sont non invasives puisqu’elles étudient les surnageants de
culture des embryons. De plus, du fait d’une amélioration très
nette de leur sensibilité, ces techniques présentent l’avantage
de pouvoir être réalisées sur les quantités infimes de produit
sécrétées par un seul embryon. Ces analyses reposent sur des
techniques de spectrométrie, de chromatographie, de réso-nance
magnétique nucléaire, de microarrays et sur l’utilisation de
logiciels bioinformatiques.
3.2.1. Protéomique
La protéomique s’appuie sur le fait que les protéines
sécrétées par un embryon attestent d’un profil d’expression de
certains gènes et donc conditionnent une activité fonctionnelle
pouvant influencer le devenir de cet embryon. Il existe des
approches spécifiques qui étudient des « protéines candidates »
et des approches plus globales qui visent à définir des profils
protéiques de sécrétome associés à la capacité de développe-
ment ou d’implantation de l’embryon.
Dans plusieurs études, Katze-Jaffe et al. [39] analysent par
spectrométrie de masse le profil d’expression protéique du
sécrétome aux différents stades du développement précoce
embryonnaire. Les résultats montrent l’expression de protéines
différentes au cours du développement de l’embryon et des
profils de sécrétion ont pu être associés à la capacité d’atteindre
le stade de blastocyste. En particulier, l’ubiquitine s’est révélée
être un marqueur corrélé au développement embryonnaire.
D’autre part, les embryons qui dégénèrent montrent une
expression significativement accrue de plusieurs biomarqueurs
L. Alter et al. / Gynécologie Obstétrique Fertilité 42 (2014) 515–525 523

10. qui pourraient être impliqués dans des mécanismes d’inhibition
de la croissance et d’apoptose. De plus, ces travaux suggèrent
qu’il existe une « signature protéique » du sécrétome permettant
de déterminer l’état de ploïdie d’un embryon.
L’impact de ces profils ou des biomarqueurs identifiés reste
à évaluer de manière prospective sur un plus grand nombre
d’échantillons mais si les recherches en cour confirment ces
résultats, cette approche constituerait un outil puissant pour la
sélection des embryons, en permettant d’évaluer à la fois le
potentiel de développement et la constitution chromosomique
de l’embryon sans être invasif.
3.2.2. Métabolomique
La métabolomique consiste en l’analyse du métabolisme
embryonnaire et plusieurs études ont déjà montré une
corrélation entre le statut métabolique de l’embryon et sa
viabilité. Il existe des approches précises qui s’intéressent au
métabolisme énergétique ou à la consommation d’oxygène et
des approches spectrales plus globales.
Des travaux sur le métabolisme des acides aminés suggèrent
que le « turn-over » de certains acides aminés des embryons est
corrélé à l’obtention d’une grossesse après transfert. En outre,
Botros et al. [40] désignent le pyruvate comme un marqueur
potentiel de la viabilité embryonnaire. Ce résultat confirme les
données de Gardner et al. [41] en 2001 qui avaient également
montré une consommation en pyruvate, mesurée au quatrième
jour, significativement plus importante pour les embryons
atteignant le stade de blastocyste. D’autre part, ces mêmes
travaux se rejoignent quant au métabolisme du glucose. Les
résultats montrent qu’une hausse significative de la métabolisa-
tion du glucose à j4 reflète le potentiel de développement de
l’embryon. De surcroît, l’étude de Gardner et al. [42] en
2011 conclut que la consommation de glucose par l’embryon
serait prédictive de l’issue de la FIV (Fig. 5) voire même du sexe
de l’embryon.
Ses résultats mettent donc en évidence des différences
métaboliques entre les embryons en fonction de leur capacité à
donner des naissances et l’étude de ces métabolismes
permettrait une meilleure sélection de l’embryon à transférer.
Les approches plus globales, ou métabolomiques, visent à
fournir des profils caractéristiques des embryons à haut
potentiel de développement et d’implantation. Ces techniques
fournissent une image complète du métabolisme embryonnaire
et du profil d’expression des gènes et les travaux réalisés dans
ce domaine ont conduit à calculer un « score de viabilité » de
l’embryon à partir de son profil métabolomique établi par
spectroscopie. L’étude de Seli et al. [43] publiée en
2010 compare ce score de viabilité et la morphologie
embryonnaire pour prédire les issues de FIV après transfert
d’un blastocyste à j5. Au total, 198 embryons et milieux de
cultures sont analysés et les résultats montrent que l’index de
viabilité est plus prédictif de grossesses que les critères
morphologiques utilisés en routine. La combinaison de ces
deux paramètres pourrait donc permettre de donner plus de
chances aux couples ayant recours à l’AMP mais de nouveau, la
validation de ces approches nécessite une confirmation par des
études prospectives.
4. CONCLUSION
Les recherches menées au cours des dernières décennies
ont fourni de nombreux critères visant à améliorer la sélection
de l’embryon à transférer afin de ne faire perdre aucune chance
de grossesse au couple dans le cadre de l’eSET.
La morphologie embryonnaire est un paramètre capital
pour évaluer les chances de succès en fécondation in vitro et
reste aujourd’hui le critère le plus pertinent dans le choix de
l’embryon à transférer. En accordant à la cinétique de
développement embryonnaire autant de crédit que les
critères morphologiques utilisés en routine, le time-lapse
pourrait entraîner une modification de nos pratiques en AMP.
S’il semble être un outil efficace d’aide à la décision dans la
sélection de l’embryon, le rapport bénéfice/coût de ce
système reste à évaluer et des études randomisées sont en
cours afin de mesurer son apport réel.
Dans ce contexte de meilleure sélection embryonnaire, la
culture prolongée jusqu’au stade blastocyste est une pratique
incontournable et ce d’autant que la vitrification permet
désormais d’obtenir d’excellents taux de survie à ce stade.
Néanmoins, la pratiquer de façon systématique ne semble pas
justifié et il est judicieux de réserver la CP à une population de
bon pronostic, lorsque de nombreux embryons de bonne
qualité sont disponibles à j2/j3. Pour affiner la sélection, certains
pays ajoutent des techniques invasives en pratiquant le PGS, qui
lorsque réalisé par FISH à j3, ne présente aucun intérêt clinique.
L’apport des techniques récentes permettant une analyse
globale du génome est attendu ici, associées à une biopsie
différée à j5 qui permet un diagnostic plus juste tant pour le DPI
que pour le PGS.
Enfin, l’émergence des nouvelles technologies « omics »
pourrait à l’avenir modifier nos pratiques. À l’heure actuelle,
l’application de ces techniques reste encore limitée par le coût
élevé des équipements nécessaires et surtout par l’absence de
validation prospective des résultats obtenus. Néanmoins, ces
techniques ouvrent la voie au développement de « marqueurs »
de compétence accessibles en pratique clinique et une fois
validées, ces nouvelles approches pourraient améliorer la
sélection de l’embryon à transférer et permettre ainsi d’obtenir
plus de grossesses après transfert sélectif d’un embryon.
DÉCLARATION D’INTÉRÊTS
Les auteurs déclarent ne pas avoir de conflits d’intérêts en
relation avec cet article.
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