Un nouvel « atlas » de l'ovaire humain fournit des informations qui pourraient conduire à des traitements rétablissant la production d'hormones ovariennes et la capacité d'avoir des enfants biologiquement apparentés, selon les ingénieurs de l'Université du Michigan.
Cette compréhension plus approfondie de l’ovaire signifie que les chercheurs pourraient potentiellement créer des ovaires artificiels en laboratoire à l’aide de tissus stockés et congelés avant exposition à des traitements médicaux toxiques tels que la chimiothérapie et la radiothérapie. Actuellement, les chirurgiens peuvent implanter du tissu ovarien préalablement congelé pour restaurer temporairement la production d’hormones et d’ovules. Cependant, cela ne fonctionne pas longtemps car très peu de follicules (les structures qui produisent des hormones et transportent les ovules) survivent grâce à la réimplantation, disent les chercheurs.
Le nouvel atlas révèle les facteurs qui permettent à un follicule de mûrir, car la plupart des follicules dépérissent sans libérer d'hormones ni d'ovule. En utilisant de nouveaux outils capables d'identifier les gènes exprimés au niveau d'une seule cellule dans un tissu, l'équipe a pu se concentrer sur les follicules ovariens qui portent les précurseurs immatures des ovules, appelés ovocytes.
« Maintenant que nous savons quels gènes sont exprimés dans les ovocytes, nous pouvons tester si l'altération de ces gènes pourrait aboutir à la création d'un follicule fonctionnel. Cela peut être utilisé pour créer un ovaire artificiel qui pourrait éventuellement être transplanté dans le corps », a déclaré Ariella. Shikanov, professeur agrégé d'ingénierie biomédicale à l'UM et auteur correspondant de la nouvelle étude en Avancées scientifiques.
La majorité des follicules, appelés follicules primordiaux, restent dormants et sont situés dans la couche externe de l'ovaire, appelée cortex. Une petite partie de ces follicules s’activent périodiquement et migrent dans l’ovaire, vers une région connue sous le nom de pool de croissance. Seuls quelques-uns de ces follicules en croissance produisent des ovules matures qui sont libérés dans la trompe de Fallope.
Avec la capacité de guider le développement des follicules et d’ajuster l’environnement ovarien, l’équipe pense que le tissu ovarien modifié pourrait fonctionner beaucoup plus longtemps que le tissu implanté non modifié. Cela signifie que les patientes bénéficieraient d’une fenêtre de fertilité plus longue ainsi que d’une période plus longue pendant laquelle leur corps produirait des hormones qui aident à réguler le cycle menstruel et à soutenir la santé musculaire, squelettique, sexuelle et cardiovasculaire.
Nous ne parlons pas du recours à une mère porteuse ou à une insémination artificielle. La magie sur laquelle nous travaillons est de pouvoir amener une cellule immature à maturité, mais sans savoir quelles molécules pilotent ce processus, nous sommes aveugles. »
Jun Z. Li, président associé du département de médecine computationnelle et de bioinformatique de l'UM et auteur co-correspondant de l'étude
L'équipe d'UM a utilisé une technologie relativement nouvelle, appelée transcriptomique spatiale, pour suivre toute l'activité des gènes – et où elle se produit – dans les échantillons de tissus. Pour ce faire, ils lisent des brins d’ARN, qui sont comme des notes tirées du brin d’ADN, révélant quels gènes sont lus. En collaboration avec une organisation d'approvisionnement en organes, les chercheurs de l'UM ont effectué le séquençage de l'ARN des ovaires de cinq donneuses humaines.
« C'était la première fois que nous pouvions cibler les follicules ovariens et les ovocytes et effectuer une analyse de transcription, ce qui nous permet de voir quels gènes sont actifs », a déclaré Shikanov.
« La majorité des follicules ovariens, déjà présents à la naissance, n'entrent jamais dans le bassin en croissance et finissent par s'autodétruire. Ces nouvelles données nous permettent de commencer à mieux comprendre ce qui fait un bon ovule ; ce qui détermine quel follicule va se développer, ovuler, être fécondé et devenir un bébé. »
Le travail de l'UM fait partie du projet Human Cell Atlas, qui cherche à créer « des cartes de toutes les différentes cellules, de leurs caractéristiques moléculaires et de leur emplacement, pour comprendre comment fonctionne le corps humain et ce qui ne va pas en cas de maladie ».
Shikanov, Li et les collaborateurs de l'UM tels que Sue Hammoud, professeur agrégé de génétique humaine et d'urologie à l'UM, cartographient d'autres parties du système reproducteur féminin, notamment l'utérus, les trompes de Fallope et les ovaires. Parmi les autres contributeurs figurent Andrea Suzanne Kuliahsa Jones, anciennement de l'UM et maintenant à l'Université Duke, et D. Ford Hannum, assistant de recherche étudiant diplômé de l'UM en bioinformatique.
La recherche a été partiellement financée par l'Initiative Chan Zuckerberg. Un soutien financier supplémentaire a été fourni par les National Institutes of Health.
