Des scientifiques ont réussi à reprogrammer des cellules souches en cellules progénitrices de spermatozoïdes

Les scientifiques tentent depuis longtemps de produire des spermatozoïdes et des ovules en laboratoire. Cela leur permettrait non seulement de mieux comprendre l'un des processus biologiques les plus fondamentaux, mais aussi, potentiellement, de développer de nouvelles méthodes pour aider les couples infertiles. Grâce à l'utilisation de cellules souches embryonnaires, théoriquement capables de se transformer en n'importe quel type de cellule, plusieurs groupes de recherche ont réalisé des progrès ces dernières années, mais aucun n'a réussi à produire des cellules sexuelles viables.

Des scientifiques de l'Université de Kyoto ont récemment découvert un moyen de reprogrammer des cellules souches embryonnaires de souris en cellules précurseurs de spermatozoïdes et, à partir du sperme obtenu, de produire des souris normales. Leurs recherches pourraient à terme déboucher sur de nouveaux traitements contre l'infertilité masculine. Cependant, selon le biologiste Mitinori Saitou, responsable de l'équipe, cela nécessiterait de résoudre plusieurs problèmes techniques et éthiques « très complexes ».

Comme on le sait, les spermatozoïdes et les ovules se développent à partir de cellules germinales primaires, ou primordiales (CGP). Les cellules germinales primordiales se forment aux premiers stades de l'embryogenèse à partir d'une masse de cellules appelée épiblaste. Il y a plusieurs années, des scientifiques ont appris à prélever des cellules épiblastiques d'un embryon de souris et à les transformer en cellules souches épiblastiques, capables de se régénérer à long terme en laboratoire. Les chercheurs espéraient que ces cellules pourraient être utilisées pour obtenir des cellules germinales primordiales et, à terme, des spermatozoïdes et des ovules. Mais malgré des années d'expérimentation, personne n'y est encore parvenu. Des scientifiques japonais ont conclu que lorsque les cellules souches épiblastiques obtenues en laboratoire acquièrent la capacité de se développer pendant une longue période, elles perdent leur capacité à former des cellules germinales.

Changeant ainsi d'approche, ils ont décidé de cultiver des cellules souches embryonnaires de souris dans un cocktail de facteurs de croissance afin d'obtenir des cellules similaires aux cellules épiblastiques, qui ne vivent que quelques jours. Les chercheurs ont découvert que des cellules vieilles de deux jours pouvaient être utilisées pour obtenir des cellules similaires aux cellules germinales primordiales. Injectées dans les testicules de souris incapables de produire leurs propres spermatozoïdes, ces cellules souches primordiales sont devenues des spermatozoïdes, qui ont fécondé des ovules avec succès lors d'expériences in vitro. Les scientifiques ont implanté les embryons ainsi obtenus dans des mères porteuses, qui ont donné naissance à une descendance normale. Les souris nées de cette manière inhabituelle sont devenues des femelles et des mâles fertiles, et ont ensuite également donné naissance à une descendance saine. De la même manière, une descendance fertile peut être obtenue à partir de cellules souches pluripotentes induites (CSPi) différenciées à partir de cellules cutanées adultes.

« Tout ce que je peux dire, c'est: « Waouh! C'est une avancée majeure! », a déclaré Orly Lacham-Kaplan, biologiste de la reproduction à l'université Monash en Australie.

Ces travaux apportent la preuve que « les cellules germinales primordiales dérivées de cellules souches embryonnaires peuvent se développer en cellules germinales fonctionnelles », explique Amander Clark, biologiste à l'Université de Californie à Los Angeles, qui qualifie les travaux des chercheurs japonais de « percée décisive dans notre compréhension du développement des cellules germinales ».

Il reste encore de nombreux obstacles à surmonter, explique Saito. Ils aimeraient apprendre à réaliser l'intégralité du processus de production de spermatozoïdes matures directement en laboratoire, plutôt que d'injecter des cellules sexuelles de type primordial dans les testicules pour les faire mûrir. Un autre objectif est de produire des ovules in vitro, non seulement pour comprendre le processus lui-même, mais aussi pour tenter d'aider les femmes infertiles. Mais avant de transférer leurs résultats en clinique, ils doivent d'abord déterminer si la « recette » qu'ils ont trouvée, qui a fait ses preuves avec les cellules souches de souris, fonctionnera avec les cellules humaines.

[ 1 ], [ 2 ]