Sperme cultivé dans un plat

Dans une étape importante vers la lutte contre l'infertilité masculine, des chercheurs de l'Université de la ville de Yokohama ont cultivé du sperme de souris dans un plat et utilisé le sperme pour produire des chiots qui étaient eux-mêmes fertiles à l'âge adulte.

Sperme sauveur : Des scientifiques japonais ont fait pousser du sperme fonctionnel de souris (ici en vert) dans une boîte en imitant l'environnement chimique des testicules. Le sperme est capable de produire une progéniture fertile.

Les chercheurs ont commencé avec de petits fragments de tissu contenant des cellules souches de spermatozoïdes, appelés spermagonies, prélevés sur les testicules de bébés souris. Ils ont ensuite transformé ces cellules en spermatozoïdes fonctionnels, en utilisant divers produits chimiques pour simuler l'environnement naturel des testicules. Les résultats de l'étude, publiés dans le numéro de cette semaine de La nature , peut éventuellement bénéficier aux hommes et aux garçons infertiles subissant une chimiothérapie.

Lorsque les personnes atteintes d'un cancer suivent un traitement, elles sont presque toujours rendues infertiles, dit Martin Dym , professeur de biochimie à l'université de Georgetown. Dym n'a pas participé à l'étude. Chez les hommes, vous pouvez congeler un échantillon de sperme avant le traitement, mais chez les garçons [prépubères], vous ne pouvez pas. Mais ils ont des cellules testiculaires, et si vous pouviez les développer en culture, elles pourraient être utilisées dans la fécondation in vitro sur toute la ligne.

Dym ajoute que la technique pourrait également être utilisée pour rediriger les cellules des testicules des hommes infertiles afin de produire des spermatozoïdes fonctionnels. Ces hommes n'ont pas de spermatozoïdes normaux, mais ils auront des cellules souches spermagonales normales, dit Dym.

Takehiko Ogawa, professeur d'urologie, et ses collègues au Japon ont prélevé de petites biopsies de tissus testiculaires de bébés souris qui contenaient des cellules souches spermagonales mais pas de spermatozoïdes matures (les souris étaient trop jeunes pour produire du sperme.) Pour simuler l'environnement naturel des testicules , Ogawa a suspendu les fragments sur un support semi-solide, les baignant partiellement dans un liquide.

Le liquide contenait un cocktail de produits chimiques appelé remplacement de sérum knock-out (KSR), une formulation qui, contre-intuitivement, est utilisée dans des cultures de cellules souches embryonnaires pour les maintenir dans leur état indifférencié. Ici, Ogawa a découvert que le KSR avait l'effet inverse, encourageant les spermagonies à se différencier en spermatozoïdes matures.

Nous n'avons pas encore identifié les facteurs clés de KSR qui ont vraiment aidé notre système, dit Ogawa. Mon prochain défi est d'identifier ces facteurs et de créer un milieu de culture encore meilleur, d'améliorer la qualité du sperme et de le rendre applicable à d'autres animaux.

Alors que le nombre de spermatozoïdes in vitro était relativement faible, les spermatozoïdes produits étaient fonctionnels. Le groupe a inséminé des souris adultes avec le sperme cultivé et a découvert qu'elles étaient capables de produire des chiots qui, à leur tour, étaient capables de s'accoupler naturellement. L'évaluation finale de la fonctionnalité des spermatozoïdes consistait à faire une progéniture et à voir la santé de la progéniture, explique Ogawa. Je garde toujours la progéniture, et ils ont environ 14 mois, et ils ont l'air très normaux, comparables aux autres souris.

Ces dernières années, une poignée de groupes de recherche ont utilisé diverses techniques pour cultiver du sperme à partir de cellules souches embryonnaires, ajoutant des facteurs de croissance pour encourager les cellules souches à se différencier. Bien que certains efforts aient réussi à produire du sperme, les chercheurs n'ont pas été en mesure de reproduire ces résultats et aucun n'a montré qu'il produisait des chiots fertiles. Ogawa dit que le nouveau système est assez simple, et il espère que d'autres chercheurs tenteront de le reproduire.

L'ensemble des conséquences sur la santé des animaux produits à partir de sperme in vitro reste à voir. Steve Krawetz , professeur d'obstétrique et de gynécologie à la Wayne State University, explique que lorsque les cellules se différencient en spermatozoïdes, des changements majeurs se produisent dans leur ADN qui rendent les cellules vulnérables aux facteurs environnementaux. Selon ce qui se trouve dans l'environnement, des facteurs pourraient affecter l'ADN d'une cellule, créant des défauts qui pourraient être transmis aux générations futures.

Nous ne connaissons pas les conséquences à long terme ou les effets transgénérationnels, dit Krawetz. Mais en tant que système modèle, c'est fantastique. Cela nous donne l'opportunité de commencer à regarder les choses dans un cadre in vitro et spécifiquement de modifier et disséquer les cellules d'une manière beaucoup plus facile. C'est un grand pas en avant.

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