Dans une étude récente publiée dans le Cell Death Discovery Journal, des chercheurs ont exploré l’association entre la ferroptose et l’échec de la reproduction masculine, soulignant la nécessité de thérapies adaptées et d’efforts préventifs.
Étude: Rôles émergents de la ferroptose dans les maladies reproductives masculines. Crédit d’image : Vladimir Sukhachev/Shutterstock.com
Sommaire
Arrière-plan
L’infertilité est une préoccupation croissante à l’échelle mondiale, ce qui justifie des recherches visant à identifier de nouvelles cibles pouvant permettre le développement d’une thérapie sur mesure et améliorer les soins liés à l’infertilité.
La recherche a lié la ferroptose aux troubles de la reproduction masculine. Le fer est nécessaire à la spermatogenèse et à la synthèse de la testostérone ; cependant, des quantités excessives de fer peuvent affecter la qualité du sperme et entraîner un dysfonctionnement de la reproduction.
À propos de l’examen
Dans la présente revue, les chercheurs ont élucidé l’échec de la reproduction masculine induit par la ferroptose, le rôle physiologique de la régulation du fer dans la fonction reproductrice masculine et ses cibles potentielles dans les lésions testiculaires.
Une introduction à la ferroptose
La peroxydation lipidique résultant de l’accumulation de fer conduit à la ferroptose, un type de mort cellulaire non apoptotique. Il est impliqué dans diverses situations pathologiques, notamment la neurodégénérescence, la cancérisation, la colite ulcéreuse et les lésions d’ischémie-reperfusion rénale et hépatique. Le traitement par ferroptose pourrait être une technique potentielle pour traiter les personnes souffrant de problèmes de reproduction.
Les déséquilibres métaboliques du fer provoquent une ferroptose, qui entraîne des niveaux élevés de fer ferreux intracellulaire et une surcharge en fer. L’absence de lysophosphatidylcholine acyltransférase 3 (LPCAT3) ou d’acyl-coenzyme A indique une ferroptose, tout comme la peroxydation lipidique.
Un membre 4 de la famille des synthétases à longue chaîne (ACSL4) améliore la résistance à la ferroptose et réduit la peroxydation lipidique de la ferroptose.
La voie de la famille des transporteurs de solutés 7 membres 11 (SLC7A11 ou xCT)/glutathion peroxydase 4 (GPX4) prévient la ferroptose en équilibrant le stress oxydatif et la défense antioxydante. Une réduction de la synthèse du glutathion (GSH) affecte l’activité de GPX4 et induit une ferroptose.
L’axe protéine suppresseur de ferroptose 1 (FSP1)/coenzyme Q10 (CoQ100) et l’axe guanosine triphosphate cyclohydrolase 1 (GCH1)/tétrahydrobioptérine (BH4) réduisent la ferroptose en convertissant la CoQ10 en ubiquitinol (CoQ10H2).
Les mitochondries, organites cellulaires semi-autonomes, fonctionnent via des voies métaboliques distinctes qui empêchent la ferroptose. Des recherches récentes ont indiqué que les dommages mitochondriaux sont une caractéristique déterminante de la ferroptose. Les protéines impliquées dans la liaison Fe-S, telles que le facteur d’assemblage nucléaire 1 (NAF1), contribuent au transport du fer dans les mitochondries et suppriment la ferroptose en protégeant les organites cellulaires de la peroxydation lipidique en cas de lésions rénales aiguës et de cellules tumorales.
Grâce aux processus redox créés par le glucose, l’acétyl-CoA transporte les électrons vers les chaînes de transport d’électrons, créant de l’adénine triphosphate (ATP) via la phosphorylation oxydative et des espèces réactives de l’oxygène (ROS), qui déclenchent la ferroptose.
Le GPX4 mitochondrial aide à prévenir la ferroptose en collaborant avec les voies glycérol-3-phosphate déshydrogénase 2 (GPD2)/CoQ10H2 et dihydroorotate déshydrogénase/CoQ10H2 au sein de la membrane mitochondriale interne.
Réactions biologiques induites par la ferroptose dans les lésions testiculaires
La ferroptose entraîne la mort cellulaire dans les cellules de Sertoli en raison du manque d’oxygène et de glucose et des dommages de réoxygénation associés à plusieurs maladies de la reproduction masculine. Ainsi, la ferroptose peut nuire au système reproducteur masculin.
Une autophagie excessive peut provoquer une ferroptose, tandis que le zinc peut provoquer une ferroptose en contrôlant l’autophagie mitochondriale.
Chez le rat, le chrome hexavalent produit une ferroptose et une autophagie testiculaire. Les activateurs ferroptotiques classiques comme le ML-210 et les inhibiteurs comme la ferrostatine-1 (Fer-1) affectent le flux autophagique dans les cellules, entraînant des lésions testiculaires.
La ferroptose testiculaire peut être causée par de mauvais comportements liés au mode de vie, comme boire, fumer et ne pas dormir suffisamment, ce qui peut altérer la qualité des spermatozoïdes et conduire à l’infertilité masculine.
La nicotine perturbe la barrière hémato-testiculaire, affectant la fonction reproductrice masculine, et le facteur 2 lié au facteur nucléaire érythroïde 2 (NRF2) favorise la ferroptose induite par la nicotine. La ferrostatine-1 rétablit les dommages testiculaires, ce qui implique que la ferroptose est causée par le tabagisme.
Les variables environnementales telles que les particules de 2,5 microns, le bisphénol A, le phtalate de di-2-éthylhexyle (DEHP) et les toxines HT-2 peuvent également déclencher la ferroptose testiculaire.
Les mycotoxines améliorent la peroxydation lipidique testiculaire en supprimant l’expression de GPX4, SLC7A11 et NRF2. Grâce à l’accumulation de ROS, les toxines HT-2 réduisent la croissance des cellules de Leydig et la libération de testostérone et favorisent la ferroptose et la mort, entraînant une peroxydation lipidique. Les métaux lourds peuvent également provoquer des lésions testiculaires.
Le cadmium modifie la signalisation antioxydante et le métabolisme du fer de la souris pubertaire, provoque une ferroptose dans les cellules spermatogonocytaires et inhibe la spermatogenèse et le développement testiculaire.
L’implication de la cible mammifère de l’autophagie médiée par la rapamycine (mTOR) peut s’expliquer par la ferroptose provoquée par le chrome et le cuivre hexavalents.
L’arsénite provoque une peroxydation lipidique et un dysfonctionnement mitochondrial dans les cellules testiculaires. De nombreux médicaments régulièrement utilisés, tels que le Busulfan, qui détruit les cellules germinales en développement et inhibe la production de spermatozoïdes, peuvent provoquer des lésions testiculaires et une infertilité masculine.
Cependant, le lien entre la ferroptose et d’autres types de mort cellulaire fait encore l’objet de recherches. Les anomalies génétiques, les variables environnementales, les métaux lourds et l’utilisation de médicaments peuvent tous avoir un impact sur la ferroptose.
D’après les résultats de la revue, la ferroptose, un type de mort cellulaire associée à l’échec de la reproduction masculine, constitue une nouvelle cible thérapeutique.
Le traitement chélateur du fer et les antioxydants peuvent aider à prévenir et à soulager les symptômes, mais des études plus approfondies sont nécessaires pour déterminer si un blocage spécifique peut corriger le dysfonctionnement testiculaire et restaurer la fertilité. Des biomarqueurs prédictifs de la ferroptose et de la dérégulation de la reproduction masculine sont également nécessaires.
