Percée dans les cellules pour le traitement de la stérilité

Des scientifiques de l’Institut Weizmann de Rehovot, en collaboration avec une équipe de l’Université de Cambridge, ont réussi à créer dans un tube à essai des cellules germinales primordiales (PGC) – les cellules embryonnaires qui sont à l’origine du sperme et des ovules.

Selon le Dr Jacob (Yaqub) Hanna du Département de génétique moléculaire de l’Institut, la percée sur laquelle travaillent les scientifiques depuis des années pourrait un jour fournir une solution pour les hommes et les femmes stériles, permettant à des personnes ayant subi des traumatismes médicaux comme la chimiothérapie ou bien des événements lies à leur âge tels que la ménopause, de pouvoir à nouveau donner naissance à des enfants.

« Bien sûr, il reste encore beaucoup de travail avant d’y parvenir, précise Hanna. Un certain nombre d’obstacles demeurent avant que des laboratoires soient en mesure de compléter la chaîne d’événements qui se transforment une cellules adultes par le cycle des cellules souches embryonnaires pour arriver au stade de sperme ou d’ovules. »

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Il se dit néanmoins « convaincu que ces obstacles pourront un jour être surmontés ».

Hanna ajoute que les résultats de ses travaux, qui ont été publiés dans la revue académique Cell (lien cell.com), pourraient aider à fournir des réponses aux problèmes de fertilité et permettre de mieux comprendre les premiers stades du développement embryonnaire. A l’avenir, ces travaux pourraient contribuer au développement de nouveaux types de technologies de reproduction.

La percée est particulièrement importante, continue Hanna, parce que c’est la première fois que des scientifiques ont été en mesure de créer des cellules humaines dans un environnement de laboratoire.

Les PGC apparaissent dans les premières semaines de la croissance embryonnaire, les cellules souches embryonnaires commencent, dans l’œuf fécondé, à se différencier en des types de cellules très basiques. Une fois que ces cellules primordiales deviennent « spécifiées », elles continuent à se développer en des cellules précurseuses de spermatozoïdes ou d’ovules « à peu près en pilote automatique », explique Hanna.

La recherche de Weizmann / Cambridge est une conséquence directe des travaux antérieurs sur les PGC, basés sur une découverte faite par des chercheurs japonais en 2006.

Les chercheurs ont développé une méthode pour créer un type de cellules souches – appelées cellules souches pluripotentes induites, ou IPS – directement à partir de tissus réguliers adultes, permettant essentiellement aux cellules de se cloner dans des versions plus jeunes, plus vigoureuses.

Les cellules IPS remplissent des fonctions similaires en médecine régénérative aux cellules souches embryonnaires sans la controverse que l’utilisation de ces cellules engendre souvent.

Pour leur travail à l’université de Kyoto, le professeur Shinya Yamanaka et Sir John Gurdon ont reçu en 2012 le prix Nobel de physiologie.

Yamanaka et Gurdon ont travaillé sur des souris, alors que le laboratoire de Hanna a orienté la recherche dans une nouvelle direction, cherchant à apprendre en quoi diffèrent les cellules humaines IPS des cellules embryonnaires de souris.

Parmi leurs conclusions : les cellules embryonnaires de souris sont facilement maintenues dans leur état de cellules souches en laboratoire, tandis que les cellules IPS humaines qui ont été reprogrammées – une technique qui consiste en l’insertion de quatre gènes – ont une forte tendance à se différencier.

En analysant plus finement ce processus de différenciation, l’équipe de Weizmann (dirigé par Hanna et l’étudiant chercheur Leehee Weinberger) a été en mesure de créer un nouveau type de cellules IPS – surnommé « cellules IPS naïves » – qui est encore plus « primordial » dans l’échelle du développement, plus près de l’état d’origine embryonnaire, et à partir duquel elles peuvent réellement se différencier en n’importe quel type de cellule.

Cela comprend les cellules PGC et, en se basant sur le travail de l’équipe de Hanna et du groupe de laboratoires du professeur Azim Surani de l’Université de Cambridge, les chercheurs ont découvert qu’en utilisant cette méthode, ils avaient pu convertir 40 % des cellules IPS en cellules PGC.

Ces résultats sont suffisants pour justifier un certain optimisme, compte tenu de la tendance des cellules PGC à se transformer en spermatozoïdes et en ovules (selon le sexe de la personne) pour affirmer que les conclusions de Hanna et des chercheurs sont une étape importante dans la production de substitut de spermatozoïdes et d’ovules.

Bien sûr, beaucoup de travail est encore nécessaire, reconnaît Hanna, et il y a des obstacles qui doivent être surmontés avant que des spermatozoïdes et ovules puissent être produits in vitro. Par exemple, à un certain moment du processus, les cellules doivent « apprendre » à diviser leur ADN en deux avant de devenir des cellules reproductrices viables.

Mais Hanna a confiance dans le fait que ce problème peut être surmonté. Un jour, avoir des enfants pourrait être une possibilité pour des dizaines de millions de personnes qui, aujourd’hui, ne peuvent pas en avoir.