Une étude révolutionnaire publiée dans PLoS Biologie démontre que du tissu testiculaire de rat congelé pendant plus de 20 ans peut être transplanté avec succès chez des souris infertiles pour se régénérer et produire des spermatozoïdes. Cependant, les spermatozoïdes sont produits à un taux réduit par rapport aux échantillons de tissus récemment congelés ou frais.
Cette méthode de récolte, de congélation et de réimplantation de tissu testiculaire peut aider à récupérer la perte de fertilité causée par les traitements anticancéreux chez les garçons prépubères traités pour un cancer.
Sommaire
Cryoconservation du tissu testiculaire
Grâce à l’amélioration des thérapies contre le cancer, plusieurs enfants survivent jusqu’à l’âge adulte. Cependant, de nombreux garçons peuvent souffrir plus tard d’une fertilité réduite ou d’infertilité. La banque de sperme est une option pour les hommes post-pubères, mais pas pour les enfants.
Pour les enfants prépubères, une biopsie testiculaire peut être conservée pour être utilisée plus tard. Cependant, il y a un manque de technologies pour utiliser ces tissus testiculaires congelés.
Le tissu testiculaire contient des cellules souches spermatogoniales (SSC) qui ont la capacité de s’auto-renouveler et de se différencier en d’autres types de cellules. Par conséquent, les SSC sont capables de produire du sperme tout au long de la vie.
Cependant, pour la traduction clinique, les SSC doivent être récupérés à partir d’échantillons congelés et transplantés dans un hôte receveur. Actuellement, cultiver des SSC humains pour produire suffisamment de cellules est un défi.
Une étude sur des macaques a montré que la réimplantation de morceaux de testicule congelés peut générer des spermatozoïdes, dans lesquels le macaque receveur a également produit une progéniture.
Le rat comme système modèle pour la spermatogenèse
Le processus de différenciation des cellules germinales mâles de rat est bien étudié. Chez le rat, ce processus prend environ 12 jours.
Cette étude a utilisé des cellules de rats Sprague-Dawley. Du tissu testiculaire de rats a été utilisé pour l’isolement cellulaire. Les cellules ont été congelées pendant moins de 4 mois (surgelés courts) ou plus de 23 ans (surgelés longs) dans de l’azote liquide. Les scientifiques avaient accès à des cellules congelées depuis longtemps avant de lancer cette étude. Les SSC ont été enrichis et transplantés dans des souris nude sans cellules germinales endogènes. Des suspensions cellulaires ont été préparées à partir de testicules transplantés. Le transcriptome des cellules a été analysé par séquençage d’ARN.
Les donneurs étaient des rats et les receveurs des souris. Cela pourrait aider à faire la distinction entre la spermatogenèse de rat et la spermatogenèse endogène de souris, le cas échéant. Les cellules de rat ont été identifiées en alignant les séquences contre les génomes de référence de souris et de rat et pour chaque cellule.
Récolte, congélation et réimplantation des SSC
Cette étude a évalué le potentiel des SSC congelés à coloniser des niches vides chez les hôtes receveurs et à régénérer la formation de spermatozoïdes. Les SSC des tissus frais et des tissus congelés ont produit des colonies de spermatogenèse.
Cependant, les cellules congelées depuis longtemps produisaient significativement moins de colonies que les cellules congelées ou fraîches. Les greffes ont montré tous les types de cellules germinales de rat à différents stades dans tous les traitements.
Le séquençage de l’ARN unicellulaire a montré des profils d’expression génique similaires entre les cellules décongelées à court et à long terme. Les profils d’expression génique étaient différents pour les cellules fraîches. Les changements d’expression dans les cellules congelées étaient compatibles avec les dommages cellulaires et le choc de la congélation.
Après réimplantation, des échantillons congelés depuis longtemps ont montré une augmentation de la signalisation des cellules souches dans le compartiment des spermatogonies indifférenciées. Une signalisation accrue des cellules souches indique un auto-renouvellement et un manque de différenciation. Les échantillons congelés depuis longtemps ont montré moins de spermatides ronds. Cela indique un blocage partiel de la spermatogenèse à cause duquel il y avait un manque de spermatides allongées. Ainsi, les échantillons congelés depuis longtemps ne pouvaient pas se différencier complètement. Ils ont présenté une population de cellules souches considérablement enrichie.
Conséquences
Cette étude a testé la viabilité des SSC sur place après réimplantation. Il ne reposait pas sur la caractérisation biochimique et cellulaire des cellules qui peuvent agir comme substitut du potentiel SSC. Ceci est important car sur place la viabilité détermine le potentiel réel des cellules congelées.
Il n’y a pas de protocoles pour étendre les SSC humains pour la réimplantation. Cette étude pose les bases nécessaires à la traduction clinique de cette méthodologie. Les protocoles à développer pour les SSC humains devront peut-être tenir compte de la dégradation de la viabilité en fonction du temps, comme le démontre cette étude.
Cette étude a démontré de manière concluante que la viabilité est préservée après une cryoconservation à long terme. Cela ouvre la possibilité d’identifier et de traiter les dictateurs critiques de la viabilité.
Cette étude offre la possibilité d’améliorer les options de fertilité pour les enfants prépubères atteints de cancers infantiles traités avec succès.
conclusion
Cette étude a montré de manière concluante que les tissus testiculaires congelés pendant plus de 23 ans peuvent être réimplantés avec succès dans des hôtes receveurs où ils peuvent se régénérer et produire des spermatozoïdes. Il a été démontré que la congélation des tissus pendant une période prolongée peut avoir un impact sur le succès de la réimplantation pour produire des spermatozoïdes.
Cette étude a démontré les effets de la congélation à long terme et avertit que ces effets doivent être pris en compte dans les considérations cliniques futures.
