Première spermatogénèse humaine in vitro
Publié par Adrien le 20/09/2015 à 00:00
Source: CNRS
Obtenir des spermatozoïdes humains complets in vitro à partir de prélèvements effectués chez des hommes infertiles: c'est la première mondiale réalisée par Kallistem. Cette start-up issue de l'Institut de génomique fonctionnelle de Lyon (CNRS/Inra/Ecole normale supérieure de Lyon/Université Claude Bernard (Claude Bernard, né le 12 juillet 1813 à Saint-Julien (Rhône) et mort le 10 février 1878 à Paris, est un médecin et physiologiste français.) Lyon 1) a développé une technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) de thérapie cellulaire (Dans le cadre des biothérapies, la thérapie cellulaire vise à soigner des cellules ou à soigner un organisme par l'apport de cellules modifiées ou au statut particulier ; les cellules...) permettant la différenciation des cellules souches germinales (1) afin de produire, hors du corps, des spermatozoïdes morphologiquement normaux. Leur technologie a fait l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une étiquette verbale. Il est défini par...) d'un dépôt de brevet publié en juin 2015. Elle a été présentée lors d'une conférence de presse le 17 septembre 2015, à Lyon.

Plusieurs équipes dans le monde (Le mot monde peut désigner :) tentent depuis plus de quinze ans de réaliser in vitro (In vitro (en latin : « dans le verre ») signifie un test en tube, ou, plus généralement, en dehors de l'organisme vivant ou de la cellule. Un exemple...) une spermatogenèse (La spermatogenèse est le processus de production des spermatozoïdes, qui a lieu dans les tubes séminifères des testicules. Elle englobe...) humaine, un processus physiologique complexe et long de 72 jours (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure...) (contre 34 pour la souris). Le défi a été relevé par Philippe Durand, directeur scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) de Kallistem et ancien directeur de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne...) Inra, et Marie-Hélène Perrard, chargée de recherche CNRS2, co-fondatrice de Kallistem. Ces deux spécialistes de la spermatogenèse in vitro savaient déjà isoler les "tubes séminifères" (lieu de production des spermatozoïdes) sans altération et à partir de tissus testiculaires. Cependant, le confinement de ces tubes séminifères n'était pas suffisamment efficace et stable pour qu'ils fonctionnent in vitro pendant toute la durée de la spermatogénèse. Grâce à une collaboration avec Laurent David, professeur de l'université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au moment où...) Claude Bernard Lyon 1, membre du laboratoire Ingénierie (L'ingénierie désigne l'ensemble des fonctions allant de la conception et des études à la responsabilité de la construction et au contrôle des équipements d'une installation technique ou industrielle.) des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) polymères (CNRS/Université Claude Bernard Lyon 1/Insa/UJM), les chercheurs ont pu assurer un confinement propice des tubes séminifères pour une spermatogénèse intégrale (Une intégrale est le résultat de l'opération mathématique, effectuée sur une fonction, appelé intégration. Une intégrale est donc composée d'un...) très proche des conditions in vivo (In vivo (en latin : « au sein du vivant ») est une expression latine qualifiant des recherches ou des examens pratiqués sur un organisme vivant, par opposition à in vitro ou ex vivo. Les essais cliniques...). Ils ont pour cela conçu un bio-réacteur utilisant du chitosane: une substance naturelle présente dans la paroi de champignons ou pouvant être produite à partir de chitine, composant la carapace (La carapace est une section dorsale d'exosquelette.) de crustacés (Les crustacés (Crustacea) sont des arthropodes, c'est-à-dire des animaux dont le corps est revêtu d’un exosquelette chitinoprotéique appelé cuticule et souvent imprégné de carbonate de calcium. Il est plus...). Fin 2014, les chercheurs ont ainsi réussi, pour la première fois, à produire in vitro des spermatozoïdes humains. Un brevet décrivant l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout », comme...) du dispositif, "Artistem", a été publié le 25 juin 2015.

Cette avancée ouvre des pistes thérapeutiques attendues depuis de nombreuses années par les cliniciens. En effet, aucun traitement n'existe aujourd'hui pour préserver la fertilité (Pour le sens commun, la fertilité désigne à la fin du XXe siècle la capacité des personnes, des animaux ou des plantes à...) des jeunes garçons pré-pubères soumis à un traitement gonadotoxique, comme certaines chimiothérapies: or plus de 15 000 jeunes patients atteints de cancer (Le cancer est une maladie caractérisée par une prolifération cellulaire anormalement importante au sein d'un tissu normal de l'organisme, de telle manière que la survie de ce...) sont concernés dans le monde. Il n'existe pas non plus de solution pour les 120 000 hommes adultes qui souffrent d'infertilité (L'infertilité (ou stérilité) est la difficulté, voire l'impossibilité, à donner la vie. Ceci s'applique aussi bien à un terrain sur lequel toute tentative de culture...) non prise en charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement ou un bénéfice...) par les technologies actuelles (3). Avec le procédé Artistem, Kallistem espère répondre aux besoins de ces deux types de patients. A partir d'une biopsie (Une biopsie correspond au prélèvement d'un échantillon de tissus de l'organisme dans le but de réaliser un examen microscopique.) testiculaire effectuée chez ces hommes infertiles, les chercheurs pourront obtenir in vitro des spermatozoïdes par maturation des spermatogonies (4), disponibles même chez les garçons pré-pubères. Les spermatozoïdes obtenus seront utilisés en fécondation in vitro (La fécondation in vitro (FIV) est une technique de procréation médicalement assistée et de transfert d'embryon (fivete). En 2007 alors que 15 % environ des couples ont des...) avec micro-injection dans l'ovocyte (L'ovocyte est la cellule sexuelle femelle des métazoaires. Seuls quelques-uns évolueront en ovules après maturation.), et pour les plus jeunes patients, les spermatozoïdes pourraient être cryo-conservés jusqu'au désir de paternité. Avant de confirmer la possibilité de telles applications, la qualité des spermatozoïdes produits devra être analysée. Tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) d'abord, à partir des modèles de rongeurs, les ratons nés à partir de spermatozoïdes formés in vitro seront étudiés d'un point (Graphie) de vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) physiologique et comportemental pour vérifier notamment la normalité des organes et la capacité à se reproduire. Puis, des gamètes humains seront étudiés d'un point de vue biochimique et épigénétique. Conformément à la réglementation, des évaluations cliniques seront effectuées ensuite.

Notes:

(1) Cellules reproductrices d'un être vivant, transmettant les caractères héréditaires.
(2) Rattachée administrativement à l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel...) cellule souche et cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite les informations en provenance des sens, contrôle de nombreuses fonctions du corps, dont la...) (Inserm/Université Claude Bernard Lyon 1).
(3) C'est notamment le cas de l'azoospermie, une absence totale de spermatozoïdes dans le sperme qui peut être due à une obstruction des canaux transportant le sperme ou à un problème de formation des spermatozoïdes au niveau des tubes séminifères.
(4) Cellules produites dans les testicules dès l'embryon (Un embryon (du grec ancien ἔμϐρυον / émbruon) est un organisme en développement depuis la première division de l’œuf ou zygote...) mais qui subissent une succession de mitoses suivie d'une méiose uniquement à partir de la puberté (La puberté est une étape du développement humain marquant la transition de l'enfance à l'adolescence (fertilité). Elle se signale...) pour évoluer vers une forme progressivement aboutie de spermatozoïde (Un spermatozoïde est une cellule haploïde sexuelle (ou gamète) produite par l'appareil reproducteur mâle de l'espèce. Les spermatozoïdes...).
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