Skip to main content

Advertisement

Histologie testiculaire et études méiotiques dans les stérilités de type non obstructif

Testicular histology and meiotic studies in nonobstructive sterility

Article metrics

  • 265 Accesses

  • 1 Citations

Resume

L’avènement de l’ICSI couplée à la biopsie testiculaire et le développement de nouvelles méthodes d’investigation de la spermatogenèse apportent un regain d’intérêt pour l’analyse de la spermatogenèse à partir de la biopsie testiculaire. Si on veut progresser dans le diagnostic étiologique, la connaissance des mécanismes et les risques pour l’embryon des azoospermies et des oligospermies sévères de type non obstructif, il est nécessaire d’établir le «phénotype testiculaire» de chaque patient. Pour cela, nous réalisons systématiquement chez tout patient qui a une biopsie testiculaire associée à une ICSI, une étude histopathologique, faite sur un fragment testiculaire de la taille d’un grain de riz prélevé au cours de la biopsie, et une étude méiotique réalisée sur le matériel non utilisé pour l’ICSI et contenant toutes les cellules germinales immatures.

L’étude histopathologique doit être à la fois quantitative et qualitative. Elle permet de classer les anomalies du testicule en 4 grands groupes de lésions: le syndrome des cellules de Sertoli seules, la hyalinisation des tubules, les lésions diffuses de la spermatogenèse, l’atrophie mixte du testicule. L’étude méiotique visualise les chromosomes dont le comportement reflète l’état d’altération de la spermatogenèse. Le marquage des complexes synaptonémaux avec l’anticorps COR1/SCP3 nous a permis de décrire plusieurs types d’anomalies que l’on observe avec des fréquences variables dans les spermatogenèses altérées, cependant des profils particuliers émergent dans les syndromes d’étiologie connue. Nous nous sommes particulièrement intéressés aux défauts d’appariement des chromosomes (asynapsis) au cours du stade pachytène de la prophase I de la méiose. Nous avons montré que les taux d’asynapsis étaient significativement plus élevés dans les azoospermies de type non obstructives (NO) que dans les obstructives (O). Chez deux patients du groupe NO qui avaient des taux particulièrement élevés, nous avons suggéré la présence d’un déficit primaire de la méiose. L’un de ces patients est porteur d’une microdélétion AZFc. Un taux élevé d’asynapsis a aussi été mis en évidence chez un patient porteur d’une microdélétion AZFb. Par ailleurs, quelque soit l’étiologie de la défaillance de la spermatogenèse, un arrêt partiel ou total de la méiose se produit au milieu du stade pachytène. A partir de ces travaux, nous avons proposé l’hypothèse que le point de contrôle du pachytène était situé au milieu de ce stade.

Abstract

There has been a renewed interes in testicular biopsy to evaluate infertility since the introduction, in 1993, of ICSI in azoospermic men with testicular sperm extraction (TESE) and intracytoplasmic sperm injection for the treatment of obstructive azoospermia. TESE is now performed for the treatment of nonobstructive azoospermia, and the testicular material sampled for therapeutic purposes can also be used for diagnostic and research purposes. The development of new methods of investigation of spermatogenesis, such as immunocytochemistry and fluorescent in situ hybridization (FISH) have also led to a renewed interest in analysis of spermatogenesis on testicular biopsy. A precise “testicular phenotype” must now be established to propose an aetiological diagnosis, and to determine the mechanisms and risks of nonobstructive azoospermia and severe oligozoospermia for the embryo. We systematically perform testicular histopathology and meiotic study for each patient undergoing testicular biopsy for ICSI.

We first describe the histopathological lesions. Examination of the testicular biopsy specimen determines whether the lesion is focal or diffuse. If it is focal, the percentage of altered tubules, evaluated on 50 tubules, should be calculated. Quantitative evaluation of seminiferous epithelium and a qualitative study of cell morphology must also be performed. There are four frequent lesion patterns: 1-Sertoli-cell-only syndrome; 2-tubular hyalinisation; 3-diffuse lesions in spermatogenesis; 4-mixed atrophy. However, the reliability of interpretation of testicular histology presents certain limitations, as no standard method of analysis of testicular biopsies has been defined and there is a marked variability in the histologist’s capacity to recognize the various histological patterns.

Meiotic study is performed on the cell suspension remaining after ICSI, which contains immature germ cells. New methods using immunocytochemistry have replaced older methods. The panel of antibodies which detect individual protein components at different stages of meiosis provides a valuable tool for the detection and interpretation of abnormal meiotic profiles. We performed meiotic studies on 41 patients and 13 controls after Giemsa staining, and synaptonemal complexes (SC) from nine of these patients and one control were immunostained with a polyclonal antibody which recognizes the COR1/SCP3 protein of the lateral element of the SC. Nineteen of the patients presented obstructive infertility (O) and 22 presented nonobstructive infertility (NO). We showed that the rate of asynaptic nuclei from the NO group (25.4%) was significantly higher than that of the O group (9.8%) and the controls (9.8%). Two patients of the NO group had a high percentage of asynaptic nuclei (86% and 91.8%), which could arise from a primary meiotic defect. One of these patients had an AZFc microdeletion. The meiotic study in a patient with classical complete AZFb microdeletion revealed a high prevalence of early meiotic stages: leptotene, zygotene and early pachytene stages and marked impairment of the synaptic process in most spermatocytes. In the light of these findings, we conclude that the pachytene checkpoint is localized at the mid-pachytene stage in humans.

References

  1. 1.

    CLERMONT Y.: Kinetic of spermatogenesis in mammals: seminiferous epithelium cycle and spermatogonial renewal. Physiol. Review, 1972, 1: 198–235.

  2. 2.

    COOPERBERG M.R., CHIT JAD A., CHA I., TUREK P.J.: Variability in testis biopsy interpratation: implications for male infertility care in the era of intracytoplasmic sperm injection. Fertil. Steril., 2005, 84: 672–677.

  3. 3.

    DAKOUANE M., BICCHIERAY L., BERGERE M., ALBERT M., VIALARD F., SELVA J.: A histomorphometric and cytogenetic study of testis from men 29–102 old. Fertil. Steril., 2005, 83: 923–928.

  4. 4.

    GUICHAOUA M.R., LUCIANI J.M.: Méiose. In: Feingold J., Fellous M., Solignac M. Principes de Génétique Humaine. Hermann Editeur des Sciences et des Arts, 1998: 59–68.

  5. 5.

    GUICHAOUA M.R. La méiose spermatocytaire et ses anomalies. In: Blanc B., Porcu G. eds. Stérilité. Editions Arnette, 2002: 355–368.

  6. 6.

    GUICHAOUA M.R., PERRIN J., METZLER-GUILLEMAIN C., SAIAS-MAGNAN J., GIORGI R., GRILLO J.M.: Meiotic anomalies in infertile men with a severe defect in spermatogenesis. Hum. Reprod., 2005, 20: 1897–1902.

  7. 7.

    LAVALETTE, St. G. von. Ueber die genese der samenkorper 4. Arch. Mikroskop. Anat., 1876, 12: 797–825.

  8. 8.

    METZLER-GUILLEMAIN C., GUICHAOUA MR.: A simple and reliable method for meiotic studies on testicular samples used for intracytoplasmic sperm injection. Fertil. Steril., 2000, 74: 916–919.

  9. 9.

    PERRIN J., METZLER-GUILLEMAIN C., KARSENTY G., GRILLO J.M., MITCHELL M.J., GUICHAOUA M.R.: Meiotic arrest at mid pachytene stage in a patient bearing complete AZFb deletion of the Y chromosome. Fertil. Steril., 2006, 85: 494.e5–494.e8.

  10. 10.

    NISTAL M., PANIAGA R.: Testicular biopsy. Uropath., 1999, 26: 555–593.

Download references

Author information

Correspondence to Marie -Roberte Guichaoua.

Rights and permissions

Reprints and Permissions

About this article

Cite this article

Ghalamoun-Slaimi, R., Guichaoua, M.-. Histologie testiculaire et études méiotiques dans les stérilités de type non obstructif. Androl. 16, 135–142 (2006) doi:10.1007/BF03034845

Download citation

Mots clés

  • azoospermie
  • oligospermie
  • histologie testiculaire méiose
  • asynapsis

Key words

  • azoospermia
  • oligozoospermia
  • testicular histology
  • meiosis
  • asynapsis