Tout le monde considère que le sperme est fabriqué exclusivement par les hommes. Mais saviez-vous que les femelles fabriquent aussi du sperme ? Eh bien, il s’avère que les femelles contribuent également à ce qui fait d’un spermatozoïde un spermatozoïde.
Près de 20% des couples aux États-Unis ne parviennent pas à concevoir naturellement après un an d’essais, selon les Centers for Disease Control and Prevention. Chez les espèces à fécondation interne, comme les humains, la capacité d’une femelle à devenir enceinte et à mener une grossesse à terme dépend d’interactions efficaces entre le sperme et l’appareil reproducteur féminin (FRT). Lorsque ces interactions sont défectueuses, le résultat peut être une grossesse ratée. Par conséquent, il est crucial de comprendre les facteurs qui contribuent à la viabilité des spermatozoïdes entre la copulation et la fécondation.
Une équipe de recherche du Département de biologie du Collège des arts et des sciences de l’Université de Syracuse et de l’Université Cornell, dirigée par Steve Dorus, professeur agrégé de biologie à l’Université de Syracuse, a étudié l’histoire de la mouche des fruits (Drosophile melanogaster) spermatozoïdes pour mieux comprendre la continuité moléculaire entre les voies génitales masculines et féminines. En d’autres termes, comment les voies génitales masculines et féminines fournissent un soutien pour maintenir le sperme viable avant la fécondation. Leurs résultats, publiés le 7 mars 2022 dans la revue Actes de l’Académie nationale des sciences des États-Unis (PNAS), mettent en lumière des événements importants pouvant jouer un rôle dans l’infertilité jusqu’à présent mal compris.
L’équipe, qui comprend des membres du Center for Reproductive Evolution de l’Université de Syracuse, a exploré les changements de composition du sperme de mouche des fruits, en commençant peu de temps après leur sortie du testicule, après l’insémination et enfin après un stockage prolongé dans le FRT. Les mouches des fruits sont de puissants organismes modèles pour des enquêtes comme celle-ci, car elles sont faciles à cultiver en laboratoire, ont un temps de génération court et leur génétique est bien comprise. Dans leur étude, le groupe a découvert que le protéome, ou la composition protéique, du sperme subit des changements substantiels après avoir été transféré au FRT.
Pour les espèces à fécondation interne, le « voyage » développemental d’un spermatozoïde – sur le chemin de sa destination finale de fécondation d’un ovule et de début d’une nouvelle vie – transcende les voies reproductives mâles et femelles. Après avoir quitté le testicule, les spermatozoïdes traversent les vésicules séminales du mâle et descendent dans le canal éjaculateur, où ils se mélangent aux protéines du liquide séminal. L’équipe a découvert que bon nombre de ces protéines séminales sont progressivement perdues après la migration des spermatozoïdes au-delà du site d’insémination au sein du FRT. À l’inverse, les protéines d’origine féminine qui peuvent aider le sperme dans des fonctions telles que le métabolisme énergétique, commencent à s’associer au sperme immédiatement après l’accouplement, ce qui signifie un changement de la garde des protéines.
Après plusieurs jours de stockage au sein du FRT, l’équipe de recherche a été surprise de découvrir que près de 20% des protéines du sperme avaient été remplacées par des protéines d’origine féminine. Les contributions féminines soutiennent la viabilité des spermatozoïdes pendant la période prolongée entre la copulation et la fécondation. Ce « transfert » dans le maintien de la viabilité des spermatozoïdes des mâles aux femelles signifie que les spermatozoïdes sont matériellement le produit des deux sexes, et cela peut être un aspect crucial de la reproduction chez toutes les espèces à fécondation interne, y compris les humains.
En étudiant les voies intimes par lesquelles les spermatozoïdes interagissent avec le FRT au cours des dernières étapes de la maturation fonctionnelle, les recherches de l’équipe font progresser la compréhension de la fertilité animale et des contributions de chaque sexe au succès reproducteur.
En plus de Dorus et Pitnick, d’autres co-auteurs de l’Université de Syracuse comprenaient l’ancienne chercheuse postdoctorale Erin McCullough et la doctorante Emma Whittington. Les co-auteurs de l’Université Cornell étaient le professeur Mariana Wolfner et la chercheuse postdoctorale Akanksha Singh. La recherche de l’équipe a été financée par la National Science Foundation, les National Institutes of Health et un don de Mike et Jane Weeden à l’Université de Syracuse.
