Lorsqu’une grossesse se termine prématurément et de manière inexpliquée, la recherche de réponses commence généralement par la mère. Lacey Luense, Ph.D., veut savoir ce que le sperme du père pourrait avoir à voir avec cela.
Lacey Luense, Ph.D., professeur adjoint au département des sciences animales du Texas A&M, étudie le rôle masculin dans les fausses couches précoces. (Courtney Sacco/Texas A&M AgriLife)
Luense, professeur adjoint au département des sciences animales du Texas A&M College of Agriculture and Life Sciences, étudie les causes des fausses couches précoces – un problème qui touche toutes les espèces et entraîne des coûts personnels et économiques.
Elle travaille avec des bovins, où l’on estime que près de 50 % des grossesses se terminent prématurément, pour étudier les causes profondes de l’infertilité humaine, où l’on estime que plus de 50 % de toutes les conceptions n’aboutissent pas à une naissance.
« Nous savons que des problèmes maternels peuvent être impliqués », a déclaré Luense. « Parfois, il peut s’agir d’une anomalie chromosomique, d’une maladie ou de problèmes liés à l’environnement utérin. Mais nous ne connaissons pas les causes de nombreuses fausses couches. C’est inexpliqué et nous essayons toujours de comprendre pourquoi cela se produit si fréquemment. »
Luense, qui a également rendez-vous avec Texas A&M AgriLife Research, s’associe à Ky Pohler, Ph.D., administrateur du Texas A&M AgriLife Animal Reproductive Biotechnology Center et professeur agrégé au Département des sciences animales, dans le cadre d’une subvention des National Institutes of Health de 1,65 million de dollars pour étudier comment les contributions épigénétiques paternelles, ou les modifications non génétiques de l’ADN, sont transmises à l’embryon.
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Déterminer le facteur masculin dans les grossesses infructueuses
Luense a déclaré qu’une cause potentielle de fausse couche pourrait être le sperme et l’épigénétique de l’homme – ou tout ce qui se trouve au-dessus et autour de la séquence d’ADN – qui affectent la façon dont l’ADN est structuré ou emballé.
« Nous parlons de changements non génétiques qui peuvent modifier la manière dont ces gènes sont activés ou désactivés », a-t-elle déclaré. « Notre recherche tente de comprendre comment l’épigénétique du père ou les changements épigénétiques véhiculés par les spermatozoïdes peuvent affecter la fertilité, la grossesse, puis la santé et le développement à long terme. »
L’objectif global est de comprendre les modifications non génétiques de l’ADN transmises aux embryons de bovins. L’équipe utilisera le sperme de taureaux de fertilité élevée et faible pour étudier le rôle de l’épigénome paternel dans le développement anormal de l’embryon et dans les fausses couches.
La recherche Texas A&M AgriLife tente de comprendre comment l’épigénétique masculine peut affecter la fertilité et la grossesse. (Laura McKenzie/Texas A&M AgriLife)
L’accent est mis sur les histones, les protéines autour desquelles l’ADN s’enroule comme une bobine et un fil. Des études antérieures indiquent que les hommes présentant des histones spermatiques anormales sont plus susceptibles d’avoir des partenaires qui subissent une fausse couche.
« Cependant, nous ne savons pas pourquoi cela se produit », a déclaré Luense. « C’est quelque chose sur lequel nous avons beaucoup appris au cours des dix ou vingt dernières années. Nous savons qu’une corrélation clinique existe, mais nous ne comprenons pas les raisons pour lesquelles elle se produit. Déterminer cela est notre défi. »
Le bétail peut répondre à des questions que les humains ne peuvent pas répondre
Luense est déterminé à aider à lutter contre les fausses couches chez l’humain, mais expérimenter avec des embryons humains n’est pas une option. Et, même si elle a également travaillé avec des modèles de souris, les bovins offrent quelque chose qu’ils ne pouvaient pas offrir : un développement embryonnaire précoce qui reflète plus étroitement le développement de l’embryon humain, en particulier en termes de division cellulaire et de moment d’activation des gènes du nouvel embryon.
Quand la découverte rencontre l’industrie
Les professeurs du Département des sciences animales posent des questions dont les réponses vont bien au-delà de l’agriculture : la santé humaine et la vie quotidienne.
Son équipe effectuera différentes analyses moléculaires et génomiques sur les échantillons de sperme des taureaux très et peu performants pour tenter de comprendre leurs biomarqueurs et d’identifier les changements dans le sperme afin de prédire les fausses couches.
Grâce à la fécondation in vitro, ou FIV, ils pourront générer des embryons de taureaux présentant des modifications spécifiques de l’épigénome du sperme. Ces embryons seront soumis à une imagerie accélérée et à des analyses génomiques de pointe pour déterminer si les modifications apportées aux histones du sperme modifient le développement et la régulation des gènes. Réaliser de telles expériences sur des humains n’est pas possible, ce qui fait de l’utilisation du bétail une opportunité passionnante pour approfondir notre compréhension de la fertilité humaine et de la grossesse, a déclaré Luense.
Le nouveau centre de biotechnologie de la reproduction animale, qui a ouvert ses portes en 2025, leur permettra d’effectuer des modifications génétiques, notamment CRISPR/CAS 9, pour faire progresser les connaissances sur les fausses couches et la manière dont des traitements peuvent être développés pour résoudre ce problème.
« Nous essayons d’identifier les changements dans l’expression des gènes qui se produisent très tôt dans le développement embryonnaire préimplantatoire chez les bovins et comment cela pourrait nous donner des informations sur ce qui se passe chez les humains », a déclaré Luense.
L’objectif de la recherche est de trouver des moyens d’atteindre un taux plus élevé de naissances vivantes et de veaux sur le terrain. (Michael Miller/Texas A&M AgriLife)
Des biomarqueurs pour prédire, et un jour prévenir, les fausses couches
Au-delà de la question de la santé humaine, les résultats pourraient donner aux producteurs de bovins de nouveaux outils pour résoudre un problème coûteux : environ la moitié des grossesses bovines n’aboutissent pas à des naissances vivantes. De meilleures prévisions pourraient signifier de réelles économies pour l’industrie.
« Nous espérons qu’après cinq ans, nous serons en mesure d’identifier des biomarqueurs ou des altérations de la chromatine des spermatozoïdes ou des histones des spermatozoïdes qui pourraient prédire une fausse couche chez les humains et les bovins », a déclaré Luense. « Si nous savons quoi rechercher, cela pourra peut-être être traité. Nous essayons de comprendre les voies génétiques spécifiques régulées par l’épigénétique des spermatozoïdes qui se produisent au début de l’embryon et qui sont nécessaires à une grossesse saine et à une naissance vivante. »
Les résultats pourraient avoir un impact sur l’efficacité de la reproduction et faciliter la gestion clinique des patients humains et du bétail diagnostiqués avec une infertilité, une mauvaise Embryogenèse et une fausse couche, a-t-elle déclaré.
