La recherche neuve fournit l’analyse au sujet du principe scientifique de base que l’ADN mitochondrial – ; le code génétique distinct intégré dans l’organite qui sert de centrale électrique à chaque cellule du corps – ; est exclusivement transmis par la mère.
L’étude, une collaboration entre l’Oregon Health & Science University et d’autres institutions, publiée aujourd’hui dans la revue Génétique naturelle.
Les scientifiques reconnaissent depuis longtemps le fait que l’ADN mitochondrial, ou ADNmt, provient exclusivement des ovules humains, ce qui signifie que seule la mère apporte le code génétique porté par des milliers de mitochondries nécessaires à la production d’énergie dans chaque cellule du corps.
Auparavant, on croyait que l’ADNmt paternel était éliminé peu de temps après la fusion d’un spermatozoïde avec un ovocyte ou un ovule en développement pendant la fécondation, probablement par le biais d’une réponse de recherche et de destruction de type immunitaire.
Cependant, l’étude a révélé que même si les spermatozoïdes matures portent un petit nombre de mitochondries, ils ne disposent pas d’ADNmt intact.
Nous avons découvert que chaque spermatozoïde apporte une centaine de mitochondries comme organites lorsqu’il féconde un ovule, mais qu’il ne contient pas d’ADNmt.« .
Shoukhrat Mitalipov, PhD, directeur, Centre de thérapie cellulaire et génique embryonnaire, Oregon Health & Science University
Les chercheurs ont découvert que les spermatozoïdes sont non seulement dépourvus d’ADNmt intact, mais qu’il leur manque également une protéine essentielle au maintien de l’ADNmt, connue sous le nom de facteur de transcription mitochondrial A, ou TFAM.
Les scientifiques ne savent pas exactement pourquoi les spermatozoïdes ne sont pas autorisés à contribuer à l’ADNmt, mais Mitalipov théorise que cela pourrait être lié au fait qu’un spermatozoïde utilise beaucoup d’énergie mitochondriale dans son élan biologique pour féconder un ovule. Il accumulerait ainsi des mutations dans l’ADNmt. En revanche, les œufs en développement, appelés ovocytes, tirent leur énergie principalement des cellules environnantes, et non de leurs propres mitochondries, et conservent donc un ADNmt relativement intact.
« Les œufs transmettent un très bon ADNmt, au moins en partie parce qu’ils n’utilisent pas les mitochondries comme source d’énergie », a déclaré Mitalipov.
Les quelque 100 organites du sperme sont submergés par des centaines de milliers de mitochondries incorporées dans chaque ovule – ; chacun portant les 37 gènes de l’ADN mitochondrial. On pense que la contribution de l’ADNmt maternel uniquement confère un avantage évolutif en limitant le risque d’accumulation de mutations de l’ADNmt qui provoquent des maladies chez la progéniture.
Les mitochondries contrôlent la respiration et la production d’énergie dans chaque cellule du corps, de sorte que les mutations de l’ADNmt peuvent provoquer toute une série de troubles potentiellement mortels affectant les organes ayant des besoins énergétiques élevés, tels que le cœur, les muscles et le cerveau.
Pour aider les mères à prévenir la transmission de troubles connus de l’ADNmt à leurs enfants, Mitalipov a mis au point une méthode appelée thérapie de remplacement mitochondriale pour remplacer l’ADNmt mutant par fécondation in vitro en utilisant de l’ADNmt sain provenant d’ovules de donneurs.
Le Congrès a empêché la Food and Drug Administration de superviser les essais cliniques utilisant cette procédure aux États-Unis, de sorte que les essais cliniques sont menés à l’étranger, notamment au Royaume-Uni pour prévenir les maladies et en Grèce pour traiter l’infertilité.
Les chercheurs écrivent que cette nouvelle découverte a des implications importantes pour la fertilité humaine et la thérapie par cellules germinales.
« Comprendre le rôle du TFAM pendant la maturation des spermatozoïdes et sa fonction pendant la fécondation pourrait être la clé de notre capacité à traiter certains troubles de l’infertilité et à accroître l’efficacité des technologies de procréation assistée », a déclaré l’auteur correspondant Dmitry. Témiakov, Ph..D.biologiste moléculaire à l’Université Thomas Jefferson de Philadelphie.
