Des chercheurs de l'Université du Massachusetts à Amherst ont identifié un biomarqueur à mesure unique dans l'ADN mitochondrial du sperme qui pourrait prédire la santé reproductive masculine et le succès de la grossesse.
La découverte s'applique non seulement aux couples cherchant des soins pour l'infertilité mais aussi à la population en général. Ce biomarqueur pourrait devenir un prédicteur plus précis de l'infertilité masculine que les paramètres du sperme, sur lesquels les organisations de soins de santé et les cliniciens se sont longtemps appuyés.
«Cliniquement, le diagnostic d'infertilité masculine n'a vraiment pas changé depuis des décennies», déclare l'épigénéticien environnemental UMass Amherst Richard Pilsner, auteur correspondant de l'étude publiée aujourd'hui, 6 octobre, dans le journal Reproduction humaine. « Au cours des 10 à 20 dernières années, il y a eu des progrès majeurs dans la compréhension des fonctions moléculaires et cellulaires du sperme, mais le diagnostic clinique n'a pas changé ni rattrapé. »
En plus de Pilsner, l'équipe de chercheurs de l'UMass comprenait l'auteure principale Allyson Rosati, qui a écrit l'article dans le cadre de sa thèse de premier cycle et a récemment terminé une maîtrise en biologie moléculaire et cellulaire; Brian Whitcomb, professeur agrégé d'épidémiologie à l'École de santé publique et des sciences de la santé. Ils ont collaboré avec l'épidémiologiste reproductive et périnatale Germaine Buck Louis, doyenne du College of Health and Human Services de l'Université George Mason, et Sunni Mumford et Enrique Schisterman de l'Institut national de la santé infantile et du développement humain.
Ce projet est un très bel exemple de travail interdisciplinaire et de science d'équipe. Cette recherche a nécessité la mesure des biomarqueurs en laboratoire associée à une modélisation statistique. Répondre à des questions scientifiques comme celle-ci bénéficie d'un large éventail d'expertises. «
Brian Whitcomb, professeur agrégé d'épidémiologie, École de santé publique et des sciences de la santé
L'ADN mitochondrial est hérité de la mère et le nombre de copies d'ADN mitochondrial du sperme (ADNmt) diminue généralement de huit à dix fois pendant la spermatogenèse pour s'assurer qu'il est faible lors de la fécondation. Dans des recherches antérieures de Pilsner, Whitcomb et d'autres, une augmentation des délétions d'ADNmt et d'ADN mitochondrial (mtDNAdel) était associée à une diminution de la qualité du sperme et des chances de fécondation plus faibles chez les hommes recherchant un traitement de fertilité.
«La prochaine étape logique était de déterminer si les associations entre les biomarqueurs mitochondriaux du sperme et la fécondation chez les couples cherchant un traitement contre l'infertilité pouvaient être étendues aux couples de la population générale», dit Pilsner.
Les chercheurs ont accédé à des échantillons de sperme de l'étude Longitudinal Investigation of Fertility and the Environment (LIFE), qui a recruté 501 couples du Michigan et du Texas de 2005 à 2009 pour examiner les relations entre le mode de vie, y compris les produits chimiques environnementaux, et la fertilité humaine.
Ils ont évalué le mtDNAcn et le mtDNAdel du sperme à partir de 384 échantillons de sperme et analysé leur association avec la probabilité de grossesse dans un délai d'un an. Ils ont constaté que les hommes dont l'ADNmt de sperme était plus élevé avaient jusqu'à 50% de chances de grossesse spécifiques au cycle et 18% de probabilité de grossesse en moins de 12 mois.
« De façon remarquable, nous avons vu une forte association inverse entre les biomarqueurs mitochondriaux du sperme et le temps de grossesse des couples », dit Pilsner.
Ajoute Whitcomb, « l'ADN mitochondrial dans le sperme semble refléter un phénomène physiologique sous-jacent qui affecte la fonction du sperme. »
Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour examiner plus en détail l'impact des modifications de l'ADNmt et du mtDNAdel, qui peuvent résulter de mitochondries défectueuses ou d'ADNmt endommagé. «Nous devons tirer parti de notre compréhension de la boîte à outils moléculaire que nous avons pour développer un meilleur prédicteur de la fertilité masculine, ainsi que de la fécondabilité», dit Pilsner.
L'étape suivante consiste à examiner les facteurs qui interviennent dans les modifications de l'ADN mitochondrial du sperme. Ils pourraient inclure des toxines environnementales ou d'autres causes d'inflammation et de stress oxydatif, émettent l'hypothèse des scientifiques.
«Comprendre ce qui cause la rétention du nombre de copies mitochondriales pendant la spermatogenèse nous aidera à trouver de meilleures plates-formes pour intervenir et à promouvoir un meilleur succès reproducteur», déclare Pilsner.
La source:
Université du Massachusetts Amherst
Référence du journal:
Rosati, A.J., et coll. (2020) Biomarqueurs de l'ADN mitochondrial du sperme et fécondité du couple. Reproduction humaine. doi.org/10.1093/humrep/deaa191.
