Les spermatozoïdes in vitro sont-ils une solution à l’infertilité?

Partout à travers le monde, des chercheurs tentent de reproduire dans des éprouvettes le cycle de la spermatogenèse. Différentes approches sont testées depuis une quinzaine d’années. Si la science cherche à copier ce processus complexe, c’est dans le but d’offrir des solutions aux hommes souffrant de certaines formes d’infertilité et pour qui la procréation médicalement assistée ne peut rien.

Environ 1% des hommes souffre d’azoospermie, c’est-à-dire qu’ils ne produisent pas de spermatozoïdes. Deux causes peuvent en être responsables. Soit ils n’ont pas dans leurs testicules de cellules germinales (les cellules susceptibles de se transformer en spermatozoïdes). Soit il leur manque la «machinerie» biologique qui permet à ces cellules germinales d’évoluer et de devenir des spermatozoïdes. Un accident, une chimiothérapie ou le fait que les testicules ne soient pas «descendus» avant la naissance (cryptorchidie) peuvent expliquer cette anomalie. Dans 40% des cas, cependant, les causes de l’azoospermie restent indéterminées.

D.R.

74 jours de maturation

Mais reprenons tout depuis le début. A l’origine de chaque individu, il y a la rencontre entre un ovule (libéré par l’ovaire chez la femme) et un spermatozoïde, suite à un rapport sexuel. La production de spermatozoïdes, quant à elle, se fait au terme d’un processus complexe et long de 74 jours: c’est la spermatogenèse. Elle a lieu dès la puberté et se poursuit durant toute la vie adulte. Pour devenir des spermatozoïdes à même de féconder l’ovule, les cellules germinales masculines vont devoir passer par différentes étapes hautement régulées au sein des tubes séminifères, dans les testicules. Il s’agit de grandes «usines» qui permettent la fabrication des spermatozoïdes: les cellules germinales y croissent, prennent une forme de «têtard», acquièrent leur flagelle (leur «queue»), puis commencent à bouger. Elles se débarrassent également d’une moitié de chacun de leurs chromosomes pour se transformer en spermatozoïdes. Le processus est si délicat que de nombreuses erreurs peuvent l’enrayer et causer une infertilité.

Pourtant, malgré la complexité de ce processus, une start-up de Lyon a annoncé en septembre dernier avoir réussi, en première mondiale, à obtenir en laboratoire des spermatozoïdes humains complets à partir de cellules souches germinales. Comment? En créant un dispositif de culture inédit en trois dimensions, qui est construit comme une copie des tubes séminifères dans lesquels a lieu la spermatogenèse. Dans ce dispositif, les chercheurs ont reproduit un environnement riche en nutriments et en hormones nécessaires à la production des cellules reproductives.

Si elle semble prometteuse, cette recherche n’a cependant fait l’objet d’aucune publication sérieuse. Ce qui prouve qu’elle n’a pas convaincu la communauté scientifique: «Le protocole scientifique n’est pas clairement établi, si bien que ce projet manque de crédibilité», explique Serge Nef, professeur à la Faculté de biologie et de médecine de l’Université de Genève. Un avis que partage Laurent Vaucher, médecin responsable de la consultation en andrologie au Centre hospitalier universitaire vaudois (CHUV). Ce dernier confirme qu’à ce jour «personne n’a publié d’articles confirmant qu’il était capable de produire des spermatozoïdes humains in vitro».

Entre recherche et sécurité

Malgré tout, la recherche avance et le domaine est en pleine expansion. Aujourd’hui, les scientifiques sont déjà capables de créer des spermatozoïdes artificiels chez l’animal. A partir de prélèvements de tissus testiculaires immatures chez des souriceaux, des chercheurs japonais et américains ont réussi à reproduire in vitro les processus de différenciation des cellules mâles qui ont lieu durant la puberté. La fécondation in vitro a permis de générer, dans un second temps, des bébés souris fertiles et sains. Cette technique offre des perspectives cliniques en particulier pour les enfants atteints de cancer qui doivent subir une chimiothérapie ou une radiothérapie. «Ces traitements peuvent détruire les cellules germinales et compromettre leur fertilité future. Une congélation préalable de tissus testiculaires pourrait permettre de l’éviter en utilisant la spermatogenèse in vitro associée aux techniques de fécondation in vitro», explique le Dr Fabien Murisier, directeur de Fertas, laboratoire romand spécialisé dans le diagnostic de l’infertilité masculine. Mais les recherches chez les rongeurs ne constituent qu’une étape dans la compréhension de ces mécanismes. Non seulement la spermatogenèse y est plus simple, mais les questions éthiques sont moins ardues que celles qui se posent avec la manipulation de matériel humain.

D’autres approches cherchent à rendre tout le processus artificiel. En reproduisant toutes les étapes de la spermatogenèse, en effet, on comprend les mécanismes qui permettent aux cellules souches non différenciées de devenir des cellules reproductives. Les chercheurs travaillent également sur des méthodes permettant d’obtenir des cellules reproductrices à partir de tissus adultes tels que la moelle osseuse. «Ce type de recherches pourrait, à terme, aider les patients totalement privés de cellules germinales à devenir fertiles», commente encore Fabien Murisier.

Avant que des applications pratiques voient le jour –pas avant dix ou vingt ans au moins, selon les approches – de nombreuses questions restent ouvertes. Notamment en ce qui concerne la sécurité de ces techniques. L’exemple de «Dolly», le mouton cloné né en 1996 qui a souffert de vieillissement prématuré, a montré que les manipulations in vitro pouvaient affecter le patrimoine génétique et épigénétique des individus conçus par ce biais et avoir des répercussions sur leur santé et leur fertilité. Il n’en demeure pas moins que ces recherches véhiculent beaucoup d’espoir pour les couples en recherche de parentalité.