L’infertilité concerne 8 à 12% des couples en âge de procréer. Face à ce problème, des prises en charge médicales peuvent être proposées comme la fécondation in vitro (FIV) et l’injection intracytoplasmique de spermatozoïde (ICSI). Toutefois, le taux d’échec de ces techniques reste relativement élevé. Dans la première partie, l’impact des facteurs maternels et paternels sur les résultats de 194 cycles de FIV et 586 cycles d’ICSI a été étudié. L’âge maternel, le nombre d’ovocytes ponctionnés et matures influencent principalement les résultats. Ni l’âge paternel ni les paramètres spermatiques (numération et mobilité) ne s’associent significativement à l’échec des techniques d’assistance médicale à la procréation (AMP). Seule la morphologie du spermatozoïde injecté a une influence sur la fécondation en ICSI. En deuxième partie, l’apoptose, la fragmentation de l’ADN et le contenu chromosomique avant et après tri cellulaire à l’aide des microbilles magnétiques ont été étudiés chez des hommes avec un taux de fragmentation de l’ADN spermatique anormal et chez des hommes porteurs d’une anomalie chromosomique constitutionnelle. Une diminution significative des spermatozoïdes apoptotiques avec un ADN fragmenté et chromosomiquement déséquilibrés a été observée. Le tri cellulaire aboutissant à une sélection de spermatozoïdes de meilleure qualité pourrait s’avérer une méthode de référence pour l’AMP. Dans une troisième partie, un protocole fiable a été élaboré pour étudier le transcriptome des spermatozoïdes. La mise au point de ces technologies permettra de mieux comprendre les causes d’échec des techniques d’AMP et ainsi améliorer leur taux de réussite. / Infertility concerns 8-12% of couples of reproductive age. Various medical treatments such as in vitro fertilization (IVF) and intracytoplasmic sperm injection (ICSI) are available to address this problem. However the rate of failure of these procedures remains relatively high.In the first part of this work the impact of maternal and paternal factors on the results of 194 IVF cycles and 586 ICSI cycles was studied. Results are mainly affected by maternal age, the number of oocytes retrieved and the number of mature oocytes collected. Neither paternal age nor spermatic parameters (number and mobility) are significantly associated with the failure of Assisted Reproductive Technologies (ART). Only the morphology of the sperm injected during ICSI influences fertilization rate.In the second part of this work apoptosis, DNA fragmentation and the chromosomal content before and after cell sorting with magnetic micro beads were studied in men with an abnormal level of sperm DNA fragmentation and in men with a constitutional chromosome abnormality. A significant decrease of apoptic spermatozoa with fragmented DNA and chromosome imbalance was observed. Thus cell sorting leading to the selection of better quality spermatozoa could become a reference method for ART.In a third part of the work a reliable protocol for the study of spermatic transcriptomes is designed.The development of these technologies will lead to a better understanding of the underlying causes ofART failure and thus increase the success rate.

Chez l’Homme, les succès de la fécondation et d’un développement embryonnaire aboutissant à la naissance d’un enfant en bonne santé résident principalement dans la qualité des cellules reproductrices. Les dommages oxydants de l’ADN spermatique sont une cause majeure d’infertilité masculine. Afin de permettre une prise en charge thérapeutique optimale et adaptée, j’ai tout d’abord mis au point et validé un test diagnostique de l’oxydation de l’ADN spermatique par immunodétection du 8-hydroxy-2'-desoxyguanosine (8-OHdG), adduit majeur de l'oxydation nucléaire. Ce travail de thèse a déterminé, pour la première fois, un seuil d’oxydation de l’ADN spermatique en relation avec les paramètres conventionnels spermatiques. Dans un second temps, je me suis focalisée sur les atteintes de la chromatine et de l’ADN spermatique les plus fréquentes en cas d’infertilité masculine, à savoir les anomalies de condensation de la chromatine, la fragmentation et l’oxydation de l’ADN spermatique. Une corrélation entre l’oxydation de l’ADN, tout particulièrement la moyenne d’intensité de fluorescence, et le pourcentage de spermatozoïde fragmenté a été mise en évidence. Pour objectiver l’impact de ces dommages nucléaires spermatiques en pratique clinique, j’ai étudié, après cryopréservation, les effets bénéfiques d’une supplémentation en hypotaurine des milieux de sélection et de congélation/décongélation des échantillons. Une baisse de la cryocapacitation et du pourcentage de spermatozoïde fragmenté et décondensé ont été retrouvées ainsi qu’une amélioration de la vitalité et de la mobilité progressive spermatique. Enfin, comme le spermatozoïde a pour but ultime de participer à la genèse d’un nouvel individu, j’ai mis en évidence que la fragmentation et l’oxydation de l’ADN spermatique avaient un impact à des moments clés de la cinétique du développement embryonnaire précoce suite à une ICSI sans pour autant modifier l’obtention de blastocystes de bonne qualité. Ce travail de thèse a permis de mieux comprendre la physiopathologie de l’infertilité masculine et de mettre en évidence de nouveaux biomarqueurs spermatiques en lien avec un développement embryonnaire normal. / In humans, the success of fertilization and embryonic development leading to the birth of ahealthy child lies mainly in the quality of reproductive cells. Oxidative damage to sperm DNAis a major cause of male infertility. In order to provide optimal and appropriate therapeuticmanagement, I first developed and validated a diagnostic test for sperm DNA oxidation byimmunodetection of 8-hydroxy-2'-deoxyguanosine (8-OHdG), a major adduct of nuclearoxidation. This thesis work determined, for the first time, a threshold for the oxidation ofsperm DNA in relation to conventional sperm parameters. In a second step, I focused on themost common chromatin and sperm DNA disorders in male infertility, namely chromatincondensation anomalies, sperm DNA fragmentation and oxidation. A correlation betweenDNA oxidation, particularly the mean fluorescence intensity, and the percentage offragmented sperm was found. To objectify the impact of this nuclear sperm damage inclinical practice, I studied, after cryopreservation, the beneficial effects of hypotaurinesupplementation to the selection and freeze/thaw media of seed samples. A decrease incryocapacitation and the percentage of fragmented and decondensed sperm has beenfound, as well as an improvement in sperm vitality and progressive mobility. Finally, sincethe ultimate goal of the sperm cells is to participate in the genesis of a new individual, I haveshown that the fragmentation and oxidation of sperm DNA has an impact at key moments inthe kinetics of early embryonic development following ICSI without modifying the obtainingof good quality blastocysts. This thesis work has led to a better understanding of thepathophysiology of male infertility and the identification of new sperm biomarkers related tonormal embryonic development.