Faits:
A. M._ est assurée depuis 2006 auprès de la caisse maladie EGK-Caisse de santé (ci-après: la caisse) pour l'assurance obligatoire des soins.
En 2004, M._ a subi deux grossesses extra-utérines qui ont nécessité une chirurgie réparatrice des deux trompes. Ses chances de grossesse étant faibles en raison des problèmes d'infertilité secondaire du couple, elle a bénéficié de quatre fécondations in vitro avec transferts d'embryons (ci-après: FIVETE) qui n'ont toutefois abouti à aucune grossesse. En 2006, à la suite d'une nouvelle FIVETE, l'assurée a présenté une grossesse qui s'est terminée par une fausse couche. Après d'autres FIVETE en 2006 et 2007, qui ont également échoué, M._ est tombée enceinte naturellement et a accouché d'un garçon en 2008. L'assurée a demandé à la caisse la prise en charge des frais liés aux FIVETE réalisées en 2006 et 2007. Par décision du 24 février 2009, confirmée sur opposition le 22 avril suivant, la caisse a refusé la prise en charge sollicitée, motif pris que la FIVETE ne faisait pas partie des prestations à la charge de l'assurance obligatoire des soins.
B. Saisi d'un recours formé par l'assurée contre la décision sur opposition, le Tribunal cantonal du canton de Fribourg, Cour des assurances sociales, l'a rejeté par jugement du 29 septembre 2011.
C. M._ interjette un recours en matière de droit public contre ce jugement, dont elle demande l'annulation. Elle conclut en substance à ce que le traitement et les prestations relatifs aux FIVETE effectuées en 2006 et 2007 soient déclarés conformes aux exigences de la LAMAL, en particulier à l'art. 32 LAMAL, et que les coûts correspondants soient mis à la charge de la caisse.
La caisse et l'Office fédéral de la santé publique (OFSP) ont renoncé à se déterminer. De son côté, M._ a présenté des observations complémentaires en produisant le procès-verbal du 11 septembre 2008 de la Commission fédérale des prestations générales et des principes de l'assurance-maladie (ci-après: Commission des prestations et des principes).
Considérant en droit:
1. Le recours en matière de droit public (art. 82 ss LTF) peut être formé pour violation du droit selon l'art. 95 sv. LTF. Le Tribunal fédéral applique le droit d'office (art. 106 al. 1 LTF). Il statue sur la base des faits établis par l'autorité précédente (art. 105 al. 1 LTF) et peut rectifier ou compléter d'office les constatations de celle-ci si les faits ont été établis de façon manifestement inexacte ou en violation du droit au sens de l'art. 95 LTF (art. 105 al. 2 LTF). Le recourant qui entend s'écarter des faits constatés doit expliquer de manière circonstanciée en quoi les conditions de l'art. 105 al. 2 LTF sont réalisées sinon un état de fait divergent ne peut pas être pris en considération.
Selon l'art. 99 al. 1 LTF, aucun fait nouveau ni preuve nouvelle ne peut être présenté à moins de résulter de la décision de l'autorité précédente. L'exception de l'art. 99 al. 1 LTF n'étant pas réalisée en l'espèce, le procès-verbal de la Commission des prestations et des principes produit par la recourante en instance fédérale ne peut donc être pris en considération.
2. Le litige porte sur le droit de la recourante à la prise en charge par l'intimée des frais médicaux liés aux FIVETE qu'elle a subies en 2006 et 2007.
3. 3.1 L'assurance obligatoire des soins prend en charge les coûts des prestations définies aux art. 25 à 31 en tenant compte des conditions des art. 32 à 34 (art. 24 LAMal). A ce titre, les assureurs ne peuvent pas prendre en charge d'autres coûts que ceux des prestations prévues aux art. 25 à 33 (art. 34 al. 1 LAMal).
3.2 Aux termes de l'art. 33 al. 1 LAMal, le Conseil fédéral peut désigner les prestations fournies par un médecin ou un chiropraticien, dont les coûts ne sont pas pris en charge par l'assurance obligatoire des soins ou le sont à certaines conditions. D'après l'art. 33 al. 3 LAMal, le Conseil fédéral détermine également dans quelle mesure l'assurance obligatoire des soins prend en charge les coûts d'une prestation nouvelle ou controversée, dont l'efficacité, l'adéquation ou le caractère économique sont en cours d'évaluation. Le Département fédéral de l'intérieur (DFI), auquel le Conseil fédéral a délégué à son tour les compétences susmentionnées (art. 33 al. 5 LAMal en relation avec l'art. 33 lit. a et c OAMal), a promulgué l'Ordonnance sur les prestations dans l'assurance obligatoire des soins en cas de maladie du 29 septembre 1995 (OPAS; RS 832.112.31). Conformément à l'art. 1 OPAS, l'annexe 1 à cette ordonnance énumère les prestations visées par l'art. 33 let. a et c OAMal - dispositions reprenant textuellement les règles posées aux al. 1 et 3 de l'art. 33 LAMal - qui ont été examinées par la Commission des prestations générales de l'assurance-maladie et dont l'assurance obligatoire des soins prend en charge les coûts, avec ou sans condition, ou ne les prend pas en charge.
3.3 Conformément au ch. 3 "Gynécologie, obstétrique" de l'annexe 1 à l'OPAS, la fécondation in vitro et transfert d'embryon (FIVETE) est mentionnée comme n'étant pas obligatoirement à la charge de l'assurance-maladie obligatoire, selon décisions des 28 août 1986 et 1er avril 1994. La révision de l'OPAS et de son annexe, d'après l'Ordonnance du DFI du 12 juin 2012, en vigueur depuis le 1er juillet 2012 (RO 2012 3553), n'a - comme les précédentes novelles - apporté aucune modification à cet égard.
Dans le cadre du contrôle de la légalité et de la constitutionnalité des ordonnances du Conseil fédéral ou du DFI, le Tribunal fédéral est en principe habilité à examiner le contenu d'une liste de maladies à prendre en considération ou de prestations. Néanmoins, il s'impose une grande retenue dans cet examen. D'une part, il ne dispose pas des connaissances nécessaires pour se faire une opinion sur la question sans recourir à l'avis d'experts. D'autre part, l'ordonnance, souvent révisée, peut être corrigée à bref délai par le DFI. En revanche, le tribunal revoit librement une disposition de l'ordonnance lorsqu'il apparaît que les commissions des spécialistes - dont les avis sont à la base d'une décision du DFI - se fondent non sur des considérations médicales, mais sur des appréciations générales ou de nature juridique (ATF 131 V 338 consid. 3.2 p. 343 et les arrêts cités).
4. 4.1 Le Tribunal fédéral a eu l'occasion de se prononcer à plusieurs reprises sur la question de la prise en charge de la fécondation in vitro par l'assurance-maladie de base. Dans un arrêt du 2 février 1987 (ATF 113 V 42), il a jugé que la FIVETE ne représentait pas un moyen scientifiquement reconnu de remédier aux effets de l'infertilité d'une femme; cette décision se fondait essentiellement sur quatre arguments: le caractère expérimental de la méthode et son faible taux de réussite, le risque (non négligeable) de grossesse anormale et la probabilité (relativement forte) de naissances multiples. Cette jurisprudence a été confirmée dans l'arrêt ATF 119 V 26 du 10 mars 1993.
4.2 Dans un arrêt ATF 125 V 21 du 4 février 1999, rendu en application du nouveau droit de l'assurance-maladie, le Tribunal fédéral a jugé que dès lors que la FIVETE figurait dans la liste "négative" de l'annexe 1 de l'OPAS, elle n'était pas obligatoirement à la charge de l'assurance obligatoire des soins selon la LAMal. Il a retenu que quelles qu'étaient les raisons qui avaient poussé les auteurs de l'ordonnance à ne pas inclure la FIVETE parmi les mesures ou traitements à charge de l'assurance obligatoire des soins, cette solution ne sortait pas du cadre de la délégation du législateur ni n'était contraire à l'art. 9 Cst. Au demeurant, l'annonce d'une procédure d'évaluation en cours (il y était mentionné que l'examen de la question allait être repris par la Commission des prestations) dans un domaine où les questions médicales étaient extrêmement complexes, justifiait d'autant moins l'intervention du juge dans l'établissement de la liste sous le couvert d'un contrôle de la légalité.
4.3 Le Tribunal fédéral a confirmé cette jurisprudence dans un arrêt K 107/03 du 2 mars 2005, aucun motif susceptible de justifier un changement de jurisprudence n'ayant été soulevé dans le cas en question. Dans un arrêt récent 9C_513/2011 du 22 août 2011, la Cour de Céans a une nouvelle fois refusé la prise en charge des coûts d'une FIVETE.
5. Après avoir rappelé à juste titre que la recourante avait souffert de troubles de la fertilité, lesquels avaient valeur de maladie, la juridiction cantonale s'est référée à la jurisprudence précitée pour nier le droit de celle-ci au remboursement sollicité. Elle a exposé qu'elle ne voyait pas en quoi le choix du législateur de ne pas inclure la FIVETE dans le catalogue des prestations à charge de l'assurance obligatoire des soins - confirmé par la jurisprudence constante du Tribunal fédéral - violait gravement une norme ou un principe juridique indiscuté, ou heurtait de manière choquante le sentiment de la justice et de l'équité; ainsi, la décision du législateur n'était pas manifestement insoutenable ou arbitraire au sens de l'art. 9 Cst. L'autorité cantonale de recours a ajouté que si les critiques émises par la recourante au sujet du processus de révision de l'OPAS n'étaient pas dénuées de pertinence, elles ne pouvaient toutefois justifier une solution différente. La décision de l'intimée devait par conséquent être confirmée et le recours rejeté.
6. La recourante n'ignore pas la jurisprudence rendue par le Tribunal fédéral en matière de fécondation in vitro et transfert d'embryon, mais entend invoquer des arguments qui selon elle devraient conduire à un changement de jurisprudence. A ses yeux, le refus d'inscrire la prestation litigieuse dans la liste des prestations remboursables reposerait sur une décision de l'Office fédéral des assurances sociales (OFAS), organe compétent de l'époque, datant du 1er avril 1994, et le choix du législateur n'aurait depuis lors plus été réévalué, malgré les progrès de la médecine dans ce domaine. Ainsi, contrairement à la motivation retenue par les premiers juges, peu importait le nombre de révisions de l'OPAS intervenues ces dernières années, dès lors que depuis 1993, la Commission des prestations n'avait plus traité de dossiers concernant la FIVETE. La recourante remet également en cause le processus de révision de l'OPAS, lequel serait dépendant du dépôt d'une demande lorsqu'une prestation a déjà fait l'objet d'une décision négative, sous peine de ne jamais pouvoir ultérieurement être prise en charge par l'assurance obligatoire des soins, même si elle remplit désormais les critères de la LAMal.
7. 7.1 Le système de l'OPAS et de son annexe 1 a été voulu par le législateur qui a délégué sa compétence en la matière au Conseil fédéral, lequel a délégué sa propre compétence au DFI (cf. art. 33 al. 5 LAMal). Concernant l'exigence du dépôt d'une demande, ce mécanisme n'apparaît pas contraire au principe de la liste sur lequel repose la LAMal.
7.2 Le fait que l'annexe 1 de l'OPAS n'a connu aucune modification en ce qui concerne la prise en charge de la fécondation in vitro par l'assurance-maladie obligatoire depuis les dernières décisions de 1986 et 1994 ne signifie pas encore que cette question n'a jamais été rediscutée par les commissions compétentes depuis lors. Il ressort notamment de l'état de fait de l'ATF 125 V 21 du 4 février 1999 que selon une lettre de l'OFAS du 29 juin 1998, la Commission des principes, invitée à se prononcer sur la prestation litigieuse, a conclu qu'il n'y avait pas de raison de traiter différemment la FIVETE des autres méthodes de traitement de la stérilité, mais qu'il convenait de poser des conditions strictes à son admission. Selon les observations de l'OFAS retranscrites dans cet arrêt, les deux questions qui restaient controversées étaient l'efficacité et le caractère économique de la mesure. Dans un courrier du 25 mai 2007, l'OFSP a indiqué qu'en 2003 la Commission des principes avait estimé que la FIVETE pouvait être considérée comme une prestation à charge de l'assurance obligatoire des soins, mais que certains aspects concernant sa couverture par l'assurance-maladie devaient encore être clarifiés (indication médicale, expérience et qualification des fournisseurs de prestations, conseils dispensés aux parents, nombre d'essais à pratiquer, délimitation de l'âge des patientes, etc.). Certains points ont été réglés dans la loi fédérale sur la procréation médicalement assistée du 18 décembre 1998 (LPMA; RS 810.11). Finalement, dans un courrier du 3 décembre 2008, l'OFSP relève que la Commission des prestations a discuté dans sa séance du 11 septembre 2009 (recte: probablement 2008) de la fécondation in vitro, et qu'elle conseille d'attendre la révision de la LPMA portant notamment sur la question de l'admission du diagnostic préimplantatoire.
Au vu des pièces produites, il n'est pas possible d'affirmer, contrairement à ce prétend la recourante, que le refus d'inscrire la fécondation in vitro dans le catalogue des prestations à charge de l'assurance-maladie obligatoire repose uniquement sur des motifs d'ordre général ou juridique et qu'il n'existe plus aucun empêchement d'ordre médical à son inscription dans la liste "positive" de l'OPAS (voir également à ce sujet arrêt 9C_513/2011 du 22 août 2011). Dans ces conditions, l'intervention du juge dans l'établissement de la liste sous le couvert d'un contrôle de légalité, qui doit se faire, comme on l'a dit, avec une grande retenue, se justifie d'autant moins. En effet, celui-ci ne dispose pas des connaissances nécessaires pour se faire une opinion sur les questions médicales sans recourir à l'avis des experts. A cet égard, compte tenu de la complexité des questions médicales que soulèvent les méthodes de procréation assistée, le choix de la Commission des prestations d'attendre la révision de la LPMA avant d'entrer en matière sur une nouvelle demande de prise en charge n'apparaît pas critiquable.
7.3 D'après la recourante, la réserve dont feraient preuve les tribunaux en matière de prise en charge de la FIVETE par l'assurance des soins obligatoire serait constitutive d'un formalisme excessif. Toutefois, elle ne peut rien tirer en sa faveur des arrêts qu'elle cite (cf. imagerie médicale par résonance magnétique: arrêt K 106/98 du 8 septembre 1999, in RAMA 1999 no KV 94 p. 498; insémination artificielle: ATF 121 V 289; changement de sexe: ATF 120 V 463 et 114 V 153; transplantations cardiaques: ATF 114 V 258; traitement à la méthadone: arrêt K 81/92 du 11 février 1993, in RAMA 1993 no K 910 p. 42; transplantation du foie avec donneur vivant: ATF 131 V 338), dans lesquels le Tribunal fédéral serait intervenu, dès lors qu'ils visent des prestations et des situations différentes, étant rappelé que le système de la liste ne prévoit pas d'étendre le contenu par un raisonnement analogique.
7.4 Selon la recourante, la FIVETE ne peut plus être considérée comme une méthode expérimentale, notamment si l'on en croit le taux moyen de réussite (exprimé par le pourcentage de grossesse cliniquement constatée par cycle) qui serait proche du taux ordinaire de réussite de la reproduction par voie naturelle. Par ailleurs, la fécondation in vitro serait une méthode répandue (1,8 % des naissances en Suisse serait issu d'une fécondation in vitro). La recourante soutient qu'elle est prise en charge par l'assurance-maladie obligatoire dans les pays voisins. Outre le fait que ces arguments ne permettent pas de garantir que les exigences requises par l'art. 32 LAMal, qui définit les conditions auxquelles une prestation est remboursée en Suisse, sont remplies, on relèvera que le Tribunal fédéral s'est déjà prononcé sur la question de l'amélioration du taux de réussite de cette méthode de procréation médicalement assistée, retenant qu'un tel critère ne saurait à lui seul être décisif (cf. ATF 119 V 26 consid. 3d p. 30).
En outre, les art. 71a et 71b OAMal (entrés en vigueur le 1er mars 2011) et la jurisprudence contenue aux ATF 136 V 395 et 130 V 532 ne sont d'aucun secours à la recourante, dès lors que les troubles de la fertilité dont elle a souffert ne peuvent être assimilés à une maladie entraînant une menace pour la vie ou à une grave atteinte à la santé au sens de cette jurisprudence et de ces articles.
7.5 Enfin, la recourante, qui entre-temps a donné naissance à un enfant de façon naturelle, n'a pas démontré en quoi le refus de prendre en charge les coûts médicaux aurait pu violer son droit à la famille garanti par l'art. 14 Cst. Cette norme de rang constitutionnel - et il en va de même de l'art. 8 CEDH - ne permet pas de fonder un droit à des prestations de l'assurance sociale; pour cela, il faut la mise en oeuvre de dispositions légales (cf. arrêt de la Cour européenne des droits de l'homme Schlumpf contre Suisse du 8 janvier 2009, par. 77). Par ailleurs, c'est à bon droit qu'aucune violation de l'art. 8 CEDH n'a été invoquée, dès lors qu'en l'espèce on ne voit pas en quoi l'absence de prise en charge des traitements subis aurait violé le droit de la recourante au respect de sa décision de devenir mère (JENS MEYER-LADEWIG, EMRK-Handkommentar, 3ème édition 2011, no 17 ad art. 8 CEDH). La recourante n'a pas non plus fait valoir qu'elle aurait été placée par le refus de la caisse dans une situation financière particulièrement difficile, et ce durant une longue période, et qu'elle aurait dû pour ce seul motif renoncer aux traitements.
7.6 Au vu de l'ensemble des griefs soulevés par la recourante, il n'apparaît pas que le refus d'inclure la FIVETE dans la liste des mesures ou traitements à charge de l'assurance obligatoire des soins, dans la mesure où cette solution ne sort pas du cadre de la délégation du législateur, soit contraire à l'art. 9 Cst. Il n'y a donc pas lieu d'examiner si la fécondation in vitro remplit les conditions de l'art. 32 al. 1 LAMal.
8. En conséquence de ce qui précède, le recours se révèle mal fondé et doit être rejeté.
9. La recourante, qui succombe, doit supporter les frais judiciaires de la présente procédure (art. 66 al. 1 LTF). En outre, elle ne peut prétendre une indemnité de dépens (art. 68 al. 1 LTF).
Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est rejeté.
2. Les frais judiciaires, arrêtés à 500 fr., sont mis à la charge de la recourante.
3. Le présent arrêt est communiqué aux parties, au Tribunal cantonal du canton de Fribourg, Cour des assurances sociales, et à l'Office fédéral de la santé publique.
Lucerne, le 1er octobre 2012
Au nom de la IIe Cour de droit social
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: Meyer
La Greffière: Reichen