Une nouvelle recherche de l’Oregon Health & Science University décrit la science derrière une technique prometteuse pour traiter l’infertilité en transformant une cellule de la peau en un ovule capable de produire des embryons viables.
Des chercheurs de l'OHSU ont documenté la gamétogenèse in vitro, ou IVG, chez un modèle murin à travers les étapes préliminaires d'une technique qui repose sur le transfert du noyau d'une cellule cutanée dans un ovule donné dont le noyau a été retiré. En expérimentant sur des souris, les chercheurs ont persuadé le noyau de la cellule cutanée de réduire de moitié ses chromosomes, afin qu'elle puisse ensuite être fécondée par un spermatozoïde pour créer un embryon viable.
L'étude publiée aujourd'hui dans la revue Avancées scientifiques.
« L'objectif est de produire des ovules pour les patients qui n'ont pas leurs propres ovules », a déclaré l'auteur principal Shoukhrat Mitalipov, Ph.D., directeur du Centre OHSU de thérapie génique et cellulaire embryonnaire.
La technique pourrait être utilisée par les femmes d’âge maternel avancé ou par celles qui sont incapables de produire des ovules viables en raison d’un traitement antérieur contre le cancer ou pour d’autres causes. Cela soulève également la possibilité que les hommes vivant dans des relations homosexuelles aient des enfants génétiquement liés aux deux parents.
Plutôt que de tenter de différencier les cellules souches pluripotentes induites, ou iPSC, en spermatozoïdes ou en ovules, les chercheurs de l'OHSU se concentrent sur une technique basée sur le transfert nucléaire de cellules somatiques, dans laquelle un noyau de cellule cutanée est transplanté dans un ovule de donneur débarrassé de son noyau. En 1996, des chercheurs ont utilisé cette technique pour cloner une brebis écossaise nommée Dolly.
Dans ce cas, les chercheurs ont créé un clone d’un parent.
En revanche, l'étude de l'OHSU a décrit le résultat d'une technique qui a permis d'obtenir des embryons avec des chromosomes provenant de les deux parents. Le processus comprend trois étapes :
- Les chercheurs transplantent le noyau d’une cellule cutanée de souris dans un œuf de souris dépourvu de son propre noyau.
- Incité par le cytoplasme – le liquide qui remplit les cellules – dans l'ovule du donneur, le noyau des cellules cutanées implantées se débarrasse de la moitié de ses chromosomes. Le processus est similaire à la méiose, lorsque les cellules se divisent pour produire des spermatozoïdes ou des ovules matures. C’est l’étape clé qui aboutit à un œuf haploïde avec un seul jeu de chromosomes.
- Les chercheurs fécondent ensuite le nouvel ovule avec du sperme, un processus appelé fécondation in vitro. Cela crée un embryon diploïde avec deux ensembles de chromosomes, ce qui aboutirait finalement à une progéniture en bonne santé avec des contributions génétiques égales des deux parents.
Les chercheurs de l’OHSU avaient déjà démontré la preuve de concept dans une étude publiée en janvier 2022, mais la nouvelle étude va plus loin en séquençant méticuleusement les chromosomes.
Les chercheurs ont découvert que le noyau de la cellule cutanée séparait ses chromosomes à chaque fois qu'elle était implantée dans l'ovule du donneur. Dans de rares cas, cela s’est produit parfaitement, avec un chromosome de chaque paire d’ovules et de spermatozoïdes correspondants.
« Cette publication montre essentiellement comment nous sommes parvenus à l'haploïdie », a déclaré Mitalipov. « Dans la prochaine phase de cette recherche, nous déterminerons comment améliorer cet appariement afin que chaque paire de chromosomes se sépare correctement. »
Les laboratoires du monde entier sont impliqués dans une technique différente d'IVG qui implique un processus fastidieux de reprogrammation des cellules cutanées pour devenir des CSPi, puis de les différencier pour devenir des ovules ou des spermatozoïdes.
« Nous sautons toute cette étape de reprogrammation cellulaire », a déclaré la co-auteure Paula Amato, MD, professeur d'obstétrique et de gynécologie à l'École de médecine de l'OHSU. « L'avantage de notre technique est qu'elle évite le long temps de culture nécessaire à la reprogrammation de la cellule. Sur plusieurs mois, de nombreux changements génétiques et épigénétiques délétères peuvent survenir. »
Bien que les chercheurs étudient également la technique sur les œufs humains et les premiers embryons, Amato a déclaré qu'il faudra des années avant que la technique soit prête pour une utilisation clinique.
« Cela nous donne beaucoup d'informations », a-t-elle déclaré. « Mais il reste encore beaucoup de travail à faire pour comprendre comment ces chromosomes s'associent et comment ils se divisent fidèlement pour reproduire réellement ce qui se passe dans la nature. »
Toutes les recherches impliquant des sujets animaux à l'OHSU doivent être examinées et approuvées par le responsable de l'université. Comité institutionnel de protection et d'utilisation des animaux. La priorité de l'IACUC est d'assurer la santé et la sécurité des sujets de recherche sur les animaux. L'IACUC examine également les procédures visant à garantir la santé et la sécurité des personnes qui travaillent avec les animaux. Aucun travail sur des animaux vivants ne peut être effectué à l'OHSU sans l'approbation de l'IACUC.