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Cultivez vos propres œufs et sperme
Pour les couples qui n'arrivent pas à tomber enceintes, l'une des causes les plus courantes est la qualité de l'ovule ou du sperme : des spermatozoïdes qui n'atteignent jamais l'ovule ou qui ne peuvent pas le féconder une fois qu'ils y sont, et des ovules qui résistent à la fécondation ou implantation dans la paroi utérine. Aujourd'hui, pour la première fois, des scientifiques ont transformé des cellules adultes en précurseurs d'ovules et de spermatozoïdes, une réalisation qui pourrait un jour aider les couples infertiles à concevoir un enfant qui partage leur ADN.
Sol fertile: Des chercheurs de l'UCLA ont poussé les cellules iPS à se développer en précurseurs d'ovules et de spermatozoïdes. Mais avant de pouvoir le faire, les chercheurs ont dû trouver un moyen de les identifier et de les isoler des cellules environnantes. Les marqueurs de surface cellulaire (illustrés ici en vert) leur ont permis de faire exactement cela.
Amander Clark , un biologiste du développement à l'Université de Californie à Los Angeles, a créé les précurseurs d'ovules et de spermatozoïdes en utilisant une lignée existante de cellules souches pluripotentes induites (iPS), ainsi nommées pour leur capacité à se transformer en à peu près n'importe quel type de tissu et saluées pour leur potentiel en médecine régénérative. Jusqu'à présent, cependant, personne n'avait montré qu'il était possible de pousser les cellules iPS à remonter leurs horloges internes jusqu'au stade des gamètes, ou cellules germinales.
Les chercheurs avaient déjà montré que les cellules souches embryonnaires pouvaient produire des précurseurs d'ovules et de spermatozoïdes. Mais les couples infertiles auraient besoin d'utiliser des ovules ou du sperme de donneurs obtenus dans des cliniques d'infertilité. L'avantage d'utiliser une cellule iPS est qu'elle possède la propre génétique du donneur, explique Clark. Notre recherche est à de nombreuses, très nombreuses années avant de générer un type de cellule qui serait capable de féconder et, par conséquent, de faire un enfant en bonne santé. Mais c'est l'une des premières étapes.
L'étude met également en évidence les différences entre les cellules souches embryonnaires et les cellules iPS, qui sont à l'étude depuis une période beaucoup plus courte. Lorsque Clark a comparé le potentiel de développement des cellules iPS à celui des cellules souches embryonnaires, elle a découvert que ce dernier entraînait des précurseurs d'ovules et de spermatozoïdes sensiblement plus sains, avec moins d'anomalies chromosomiques. (Cette différence pourrait être un obstacle majeur sur la voie de l'utilisation des cellules iPS dans la clinique d'infertilité.) Étant donné que le résultat [souhaité] de l'utilisation de ces cellules est de produire un bébé en bonne santé, la qualité d'une cellule germinale est essentielle pour garantir que vous avez la naissance d'un enfant en bonne santé, dit Clark. En conséquence, note-t-elle, il sera essentiel d'établir des tests permettant de déterminer la qualité d'une cellule germinale avant qu'elle ne s'approche de la clinique.
Il y a un vrai danger ici : si vous fabriquez un gamète qui ne va pas, plutôt que d'aider quelqu'un, vous lui faites du mal, dit Peter Donovan , codirecteur du Sue and Bill Gross Stem Cell Research Center à l'Université de Californie, Irvine . Cela montre que nous devrons peut-être être encore plus prudents à ce sujet.
Clark pense que la qualité des gamètes des cellules iPS a beaucoup à voir avec la façon dont la lignée cellulaire d'origine s'est formée : il y a deux ans, les chercheurs ont utilisé une méthode qui utilise un virus pour induire les changements génétiques nécessaires pour reprogrammer une cellule adulte. Ce virus s'insère également dans l'ADN de la cellule et peut provoquer le cancer. Cependant, des techniques plus récentes ont créé des cellules iPS sans intégrer l'ADN viral. Nous aimerions pouvoir utiliser ces cellules iPS plus modernes et contemporaines pour voir si l'intégrité moléculaire des cellules germinales que nous en tirons est améliorée, dit Clark.
C'est très intéressant, dit Renée Reijo Pera , directeur du Stanford University Center for Human Embryonic Stem Cell Research and Education. Je pense que ce sera un outil merveilleux pour la génétique humaine et pour certains traitements potentiels. Mais elle prévient qu'il s'agit d'une étape très précoce. Les scientifiques travaillent avec des cellules souches embryonnaires depuis bien plus longtemps et ne parviennent encore qu'à les amener à se développer en cellules germinales précurseurs. Le grand pas est encore à venir, et c'est d'obtenir un ovule ou un spermatozoïde mature, dit-elle. Cela s'est avéré être un barrage routier jusqu'à présent.
Même avec toutes les mises en garde, Donovan et Reijo Pera conviennent que l'étude représente un grand pas en avant. L'étude in vitro des cellules germinales induites par l'iPS pourrait permettre aux chercheurs de comprendre le processus complexe par lequel les gamètes se forment. Cela lui-même pourrait avoir un impact important sur la compréhension des mécanismes sous-jacents de l'infertilité, dit Donovan. Et cela, à son tour, pourrait aider à élucider les effets des toxines sur un embryon en développement. Si nous comprenons comment les périodes embryonnaire et fœtale sont affectées par les environnements toxiques, nous pouvons comprendre comment protéger la lignée germinale pendant le développement, dit-il.