Infertilité : créer des gamètes avec des cellules souches ?
A partir de cellules souches dérivées d'épiderme humain, des chercheurs sont parvenus à produire des cellules germinales primordiales (CGP), à partir desquelles se forment spermatozoïdes et ovules. Leurs travaux ont été publiés ce 24 décembre dans la revue Cell.
Durant le développement embryonnaire, certaines de nos cellules se différencient en "cellules germinales primordiales" (CGP), avant de devenir des spermatozoïdes ou des ovules.
En 2012, des chercheurs de l'Université de Kyoto (Japon) étaient parvenus, en utilisant des cellules souches dérivées de cellules de l'épiderme de souris, à créer les premières CGP artificielles de l'histoire. Sur la paillasse de leur laboratoire, ces CGP ne se développèrent pas plus loin. Mais insérées dans les testicules et les ovaires de souris, ces cellules sont parvenues à achever leur transformation, et à devenir des gamètes parfaitement fonctionnelles.
Rapidement, de nombreuses équipes de par le monde on cherché à réaliser cet exploit à partir de cellules humaines. Hélas, la transformation de cellules souches humaines en CGP s'est avérée excessivement laborieuse, avec des taux de succès ridiculement faibles.
Cellules souches : des différences fondamentales d'une espèce à l'autre
Depuis de nombreuses années, les chercheurs savent que les cellules souches humaines, quelles que soient leur origine, sont moins "malléables" que celles des souris. Des différences génétiques et épigénétiques, subtiles en apparence, rendent les deux espèces très dissemblables dans une éprouvette…
Pourtant, en comparant les deux types de cellules, à des chercheurs de l'Institut Weizmann des Sciences de Rehovot (Israël) sont parvenus fin 2013 à identifier une liste de signaux chimiques clefs permettant aux cellules souches humaines d'agir de façon moins capricieuse.
Cette recette de cuisine vient de confirmer son potentiel : selon un article paru ce 24 décembre 2014 dans la revue Cell(1), les cellules souches humaines traitées selon ce procédé peuvent être converties sans difficulté en CGP. Le taux de succès obtenu oscillerait entre 25 et 40%, un résultat salué comme un exploit par de nombreux commentateurs scientifiques.
Les scientifiques à l'origine de la prouesse soulignent toutefois que la seconde partie du protocole japonais – l'injection des CGP dans des testicules ou des ovaires humains – n'est pas à l'ordre du jour. De nombreuses expériences intermédiaires sur des primates non-humains doivent encore être réalisées afin de confirmer que leurs CGP sont en tout point semblables à celles produites naturellement.
Des cellules masculines à l'origine d'ovules ?
Commentant la découverte, la revue Nature, note que ce procédé laisse entrevoir la production théorique de gamètes femelles à partir de cellules de peau masculines. Toutefois, la possibilité pour une CGP de mûrir dans un ovaire qui n'appartient pas au même organisme n'est pas démontrée.
A l'inverse, la production de spermatozoïde à partir de cellules de peau d'une femme est, pour l'heure, difficilement envisageable. De fait, la transformation d'une CGP en spermatozoïde requiert des signaux chimiques issus de gènes portés par le chromosome Y – dont les femmes sont dépourvues.
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(1) Signé des chercheurs de l'Institut Weizmann ayant réalisé les travaux de 2013, en association avec une équipe de Cambridge (Royaume-Uni).
Source : SOX17 Is a Critical Specifier of Human Primordial Germ Cell Fate. N.Irie et coll. Cell, publication avancée en ligne du 24 décembre 2014. doi:10.1016/j.cell.2014.12.013