Hervé Henry
De nouvelles recherches donnent un aperçu du principe scientifique fondamental selon lequel l’ADN mitochondrial – le code génétique unique intégré dans l’organite qui sert de centrale électrique à chaque cellule du corps – est exclusivement transmis par la mère.
L’étude, une collaboration entre l’Oregon Health & Science College et d’autres institutions, est publiée aujourd’hui dans la revue Nature Genetics.
Les scientifiques reconnaissent depuis longtemps le fait que l’ADN mitochondrial, ou ADNmt, provient exclusivement des ovules humains, ce qui signifie que seule la mère apporte le code génétique porté par des milliers de mitochondries nécessaires à la creation d’énergie dans chaque cellule du corps.
Auparavant, on croyait que l’ADNmt paternel était éliminé peu de temps après la fusion d’un spermatozoïde avec un ovocyte ou un ovule en développement pendant la fécondation, probablement par le biais d’une réponse de recherche et de destruction de sort immunitaire.
Cependant, l’étude a révélé que même si les spermatozoïdes matures portent un petit nombre de mitochondries, ils ne disposent pas d’ADNmt intact.
“Nous avons découvert que chaque spermatozoïde apporte une centaine de mitochondries comme organites lorsqu’il féconde un ovule, mais qu’il ne contient pas d’ADNmt”, a déclaré le co-auteur Shoukhrat Mitalipov, Ph.D. directeur du Centre pour les cellules embryonnaires et Thérapie génique à l’OHSU.
Les chercheurs ont découvert que les spermatozoïdes sont non seulement dépourvus d’ADNmt intact, mais qu’il leur manque également une protéine essentielle au maintien de l’ADNmt, connue sous le nom de facteur de transcription mitochondrial A, ou TFAM.
Les scientifiques ne savent pas exactement pourquoi les spermatozoïdes ne sont pas autorisés à contribuer à l’ADNmt, mais Mitalipov théorise que cela pourrait être lié au fait qu’un spermatozoïde utilise beaucoup d’énergie mitochondriale dans son élan biologique pour féconder un ovule. Il accumulerait ainsi des mutations dans l’ADNmt. En revanche, les œufs en développement, appelés ovocytes, tirent leur énergie principalement des cellules environnantes, et non de leurs propres mitochondries, et conservent donc un ADNmt relativement intact.
“Les œufs transmettent un très bon ADNmt, au moins en partie parce qu’ils n’utilisent pas les mitochondries comme resource d’énergie”, a déclaré Mitalipov.
La centaine d’organites du sperme sont submergées par des centaines de milliers de mitochondries intégrées dans chaque ovule, chacune portant les 37 gènes de l’ADN mitochondrial. On pense que la contribution de l’ADNmt maternel uniquement confère un avantage évolutif en limitant le risque d’accumulation de mutations de l’ADNmt qui provoquent des maladies chez la progéniture.
Les mitochondries contrôlent la respiration et la generation d’énergie dans chaque cellule du corps, de sorte que les mutations de l’ADNmt peuvent provoquer toute une série de troubles potentiellement mortels affectant les organes ayant des besoins énergétiques élevés, tels que le cœur, les muscle mass et le cerveau.
Pour aider les mères à prévenir la transmission de problems connus de l’ADNmt à leurs enfants, Mitalipov a mis au issue une méthode appelée thérapie de remplacement mitochondriale pour remplacer l’ADNmt mutant par fécondation in vitro en utilisant de l’ADNmt sain provenant d’ovules de donneurs.
Le Congrès a empêché la Food and Drug Administration de superviser les essais cliniques utilisant cette procédure aux États-Unis, de sorte que les essais cliniques sont menés à l’étranger, notamment au Royaume-Uni pour prévenir les maladies et en Grèce pour traiter l’infertilité.
Les chercheurs écrivent que cette nouvelle découverte a des implications importantes pour la fertilité humaine et la thérapie par cellules germinales.
“Comprendre le rôle du TFAM pendant la maturation des spermatozoïdes et sa fonction pendant la fécondation pourrait être la clé de notre capacité à traiter certains difficulties de l’infertilité et à augmenter l’efficacité des systems de procréation assistée”, a déclaré l’auteur correspondant Dmitry Temiakov, Ph.D. biologiste moléculaire. avec l’Université Thomas Jefferson de Philadelphie.
Outre Mitalipov et Temiakov, les co-auteurs incluent William Lee, Angelica Zamudio-Ochoa, Gina Buchel et Li Li de l’Université Thomas Jefferson Petar Podlesniy, Margalida Puigros, Anna Calderon et Ramon Trullas de l’Institut de Recherche Biomédicale de Barcelone Nuria Marti Gutierrez, Aleksei Mikhalchenko et Amy Koski de l’OHSU et Hsin-Yao Tang du Wistar Institute de Philadelphie.
Les études menées à l’Oregon Well being & Science University ont été financées par des fonds institutionnels de l’OHSU.
