Une entreprise de biotechnologie basée dans l'Utah, Paterna Biosciences, a annoncé jeudi avoir réussi à cultiver des spermatozoïdes humains fonctionnels en laboratoire et à utiliser ces spermatozoïdes cultivés en laboratoire pour féconder des ovules, produisant des embryons d'apparence visiblement saine. Ce développement pourrait à terme offrir une voie viable aux hommes confrontés à certains types d'infertilité pour avoir des enfants biologiques, un objectif que les scientifiques poursuivent depuis près d'un siècle, selon les déclarations de l'entreprise. Ces découvertes, bien que n'ayant pas encore fait l'objet d'un examen par les pairs indépendant, marquent une étape importante en médecine de la reproduction.
Paterna Biosciences a franchi cette étape en isolant des cellules souches productrices de spermatozoïdes à partir de tissu testiculaire. L'entreprise a ensuite développé une méthode pour cultiver ces cellules dans une boîte de Pétri, les incitant à se transformer en spermatozoïdes pleinement développés. Ce processus complexe répond directement à un défi de longue date en science de la reproduction, un domaine où les scientifiques tentent de produire des spermatozoïdes en dehors du corps, une technique connue sous le nom de spermatogenèse in vitro, depuis près de 100 ans.
Le PDG de l'entreprise, Alexander Pastuszak, urologue certifié et professeur agrégé à la faculté de médecine de l'Université de l'Utah, a expliqué que son équipe avait identifié les signaux moléculaires précis nécessaires pour guider ces cellules souches à travers leur maturation. Il s'agit d'un parcours biologique complexe. Le processus naturel de formation des spermatozoïdes dans le corps prend un peu plus de deux mois.
Il implique plusieurs étapes distinctes au sein des tubules étroitement enroulés des testicules. Les cellules souches subissent d'abord la méiose, se divisant pour créer des cellules avec 23 chromosomes. Pendant cette phase, les spermatozoïdes développent également leur structure distinctive de queue et de tête, essentielle à leur mouvement.
Ils migrent ensuite vers une autre section des testicules pour acquérir leur motilité. Enfin, le canal déférent transporte les spermatozoïdes matures pour leur libération. « Il existe des mécanismes de contrôle très stricts à chacune de ces étapes », a déclaré Pastuszak à Reuters. « Nous avons découvert les instructions nécessaires pour apprendre à ces cellules souches à devenir des spermatozoïdes matures et normaux. » Cela représente une avancée biologique significative. Historiquement, la création de spermatozoïdes humains viables en laboratoire s'est avérée beaucoup plus difficile que pour d'autres espèces.
Une équipe de recherche japonaise a réussi pour la première fois à produire des spermatozoïdes de souris viables en laboratoire en 2011. Alors qu'une autre entreprise de biotechnologie française, Kallistem, a affirmé avoir réalisé la spermatogenèse in vitro en 2015, certains chercheurs externes ont remis en question le développement complet des spermatozoïdes. Cette entreprise n'a pas non plus fourni de preuve que ses spermatozoïdes fabriqués en laboratoire pouvaient féconder des ovules.
L'approche de Paterna diffère. Ils ont d'abord exploré la culture de tubules testiculaires entiers, mais ont trouvé plus efficace de ne cultiver que les cellules souches. Leur équipe a utilisé la biologie computationnelle pour prédire les signaux moléculaires cruciaux à chaque étape du développement des spermatozoïdes, puis a testé diverses combinaisons de molécules pour induire ces étapes jusqu'à trouver le mélange optimal.
Ce fut un effort minutieux. Larry Lipshultz, professeur d'urologie au Baylor College of Medicine, qui n'est pas affilié à Paterna, a décrit ce développement comme « énorme ». Il a souligné la difficulté de longue date à identifier les facteurs de croissance nécessaires pour inciter les cellules souches à mûrir en spermatozoïdes. « Les gens ne comprenaient pas, ou n'avaient jamais compris, quels facteurs de croissance il fallait fournir à ces cellules pour qu'elles deviennent des spermatozoïdes matures. Apparemment, ils ont identifié ces substances », a expliqué Lipshultz.
Ses commentaires soulignent la reconnaissance par la communauté scientifique de la complexité impliquée dans cet exploit biologique. Les implications pour les familles sont considérables. Les facteurs masculins contribuent à environ la moitié de tous les cas d'infertilité dans le monde.
Ces problèmes vont d'un faible nombre de spermatozoïdes et d'une forme anormale de spermatozoïdes à une mauvaise motilité des spermatozoïdes. Un groupe particulièrement difficile comprend 10 à 15 pour cent des hommes infertiles qui présentent une absence totale de spermatozoïdes dans leur éjaculat. Pour ces individus, les options pour avoir des enfants biologiques ont été sévèrement limitées.
Pastuszak indique que si ces hommes ne produisent pas de spermatozoïdes, ils possèdent souvent encore les cellules souches qui donnent naissance aux spermatozoïdes. Les recherches de Paterna et d'autres groupes suggèrent que le problème ne réside souvent pas dans les cellules souches elles-mêmes, mais dans le microenvironnement qui soutient leur développement. En reproduisant un environnement sain en laboratoire, Paterna vise à produire des spermatozoïdes sains.
Cela offre une nouvelle voie d'espoir. Le fardeau émotionnel de l'infertilité sur les individus et les couples est immense. Ryan Flannigan, chirurgien spécialisé dans le prélèvement de spermatozoïdes au Vancouver Prostate Centre au Canada, qui n'est pas impliqué avec Paterna, a souligné ce fardeau. « On voit le fardeau émotionnel et l'impact sur ces individus et ces couples », a déclaré Flannigan.
Les traitements actuels pour les hommes ayant une quantité ou une qualité de spermatozoïdes réduite comprennent certains médicaments, l'insémination intra-utérine (IIU) et la fécondation in vitro (FIV) conventionnelle. Cependant, pour les hommes qui ne produisent aucun spermatozoïde, le paysage du traitement devient beaucoup plus restreint. Les options existantes pour eux impliquent souvent une procédure chirurgicale pour rechercher des spermatozoïdes directement dans le tissu testiculaire.
Cette chirurgie nécessite une anesthésie générale et peut durer jusqu'à quatre heures, selon la rapidité avec laquelle les spermatozoïdes sont localisés. Même avec de telles mesures invasives, les chirurgiens ne parviennent pas à trouver de spermatozoïdes dans un pourcentage significatif de cas. C'est une réalité difficile pour de nombreuses familles.
La technologie de Paterna vise à remplacer ce processus chirurgical invasif. Au lieu de cela, elle ne nécessiterait qu'une petite biopsie de tissu testiculaire, qui pourrait être réalisée dans le cabinet d'un médecin. Ce tissu serait ensuite envoyé à Paterna pour une spermatogenèse in vitro.
L'entreprise prévoit de fixer le prix de la procédure entre 5 000 et 12 000 dollars. Ce coût, bien que potentiellement transformateur pour les familles, soulève des questions immédiates quant à l'accessibilité. Justin Dubin, urologue et directeur de la santé sexuelle masculine au Baptist Health Miami Cancer Institute, a reconnu l'enthousiasme suscité par l'avancée de Paterna, mais a mis en garde contre le coût comme facteur limitant. « Nous développons tellement d'options incroyables en matière de soins de fertilité, et pourtant tant d'entre elles ne sont pas couvertes par les assurances », a observé Dubin.
Pour de nombreuses familles de travailleurs, cela pourrait signifier la différence entre la réalisation d'un rêve et la persistance d'un chagrin. La politique dit une chose sur les avancées médicales ; la réalité de la couverture d'assurance en dit une autre pour beaucoup. Au-delà des cas d'infertilité actuels, Flannigan a suggéré que la technique de Paterna pourrait également bénéficier aux garçons subissant une chimiothérapie pour un traitement contre le cancer avant la puberté.
Les cellules souches formant les spermatozoïdes sont présentes dès la naissance. Les jeunes patients atteints de cancer ont eu la possibilité de congeler et de préserver du tissu testiculaire pendant des années, mais sa réimplantation reste expérimentale. Aucune naissance n'a été signalée en utilisant cette méthode.
L'approche de Paterna basée sur le laboratoire pourrait offrir une voie plus directe pour préserver la fertilité future de ces survivants. Cela élargit considérablement l'impact potentiel de la recherche. D'autres efforts de recherche dans ce domaine se concentrent sur les cellules souches pluripotentes induites (iPSC), qui sont des cellules de peau ou de sang reprogrammées à un état embryonnaire.
Ces iPSC peuvent ensuite être guidées pour devenir n'importe quel type de cellule, y compris des spermatozoïdes ou des ovules. Des scientifiques ont réussi à créer des spermatozoïdes et des ovules fonctionnels à partir de cellules souches pluripotentes de souris, ce qui a donné naissance à une progéniture saine. Cette technique, connue sous le nom de gamétogenèse in vitro (GIV), pourrait théoriquement permettre aux couples de même sexe d'avoir des enfants biologiques en générant des gamètes à partir d'un échantillon de peau.
La méthode de Paterna, en revanche, commence directement avec les cellules souches testiculaires existantes. Paterna a signalé un taux de réussite élevé dans la génération de spermatozoïdes à partir de dizaines d'échantillons de tissus. Les premiers tests indiquent que les spermatozoïdes fabriqués en laboratoire semblent « effectivement identiques » aux spermatozoïdes produits naturellement.
La procédure n'est pas encore prête à être utilisée pour initier des grossesses. Pour valider ses spermatozoïdes fabriqués en laboratoire, Paterna a créé des embryons comme test initial. L'entreprise prévoit maintenant une étude plus vaste et plus complète impliquant des hommes souffrant d'infertilité.
Cette étude impliquera l'extraction de spermatozoïdes de leur éjaculat ou de tissu testiculaire, et l'utilisation de la méthode de Paterna pour générer des spermatozoïdes supplémentaires. La recherche comparera ensuite les taux de fécondation entre les spermatozoïdes extraits et ceux fabriqués en laboratoire, et analysera les embryons résultants pour détecter des anomalies physiques et génétiques. « Cela nous en dira beaucoup sur l'efficacité et la sécurité de l'approche. Cela nous dira s'il y a des mutations créées par le processus in vitro », a souligné Pastuszak.
Cette validation minutieuse est cruciale. « C'est un énorme tort fait à nos patients, à la population mondiale, de ne pas fournir aux gens les moyens de fonder la famille qu'ils désirent », a déclaré Dubin, soulignant le défi sociétal plus large. Ce que cela signifie réellement pour votre famille, c'est qu'une avancée scientifique, aussi prometteuse soit-elle, est confrontée à des obstacles importants avant de devenir largement accessible. Le coût de ces traitements de pointe les rend souvent inaccessibles pour beaucoup.
Cette disparité met en évidence une tension persistante entre l'innovation médicale et l'accès équitable aux soins de santé. Les prochaines étapes pour Paterna impliquent de s'orienter vers des essais cliniques pour initier des grossesses, qui pourraient commencer dès l'année prochaine, si leurs études de validation donnent des résultats positifs. Les régulateurs examineront ensuite attentivement les données de sécurité et d'efficacité.
Restez à l'écoute des annonces concernant ces essais sur l'homme et les premiers résultats de leurs études complètes. Celles-ci détermineront le rythme auquel cette technologie passera d'un succès de laboratoire à une solution pratique pour les familles confrontées à l'infertilité. La conversation autour de la couverture d'assurance s'intensifiera également, déterminant qui pourra réellement bénéficier de cette nouvelle science. - Paterna Biosciences affirme avoir cultivé des spermatozoïdes humains fonctionnels en laboratoire à partir de cellules souches testiculaires. - Les spermatozoïdes cultivés en laboratoire ont fécondé avec succès des ovules, produisant des embryons visiblement sains. - Cette technologie pourrait offrir de nouvelles options aux hommes présentant une absence totale de spermatozoïdes, une part significative des cas d'infertilité masculine. - Des coûts élevés, estimés entre 5 000 et 12 000 dollars, pourraient limiter l'accessibilité sans couverture d'assurance.
Pourquoi c'est important
Ce développement représente un changement potentiel dans la manière dont l'infertilité masculine est abordée, allant au-delà du prélèvement chirurgical invasif de spermatozoïdes ou du recours aux spermatozoïdes de donneurs. Cependant, le prix élevé signifie que son potentiel transformateur pourrait initialement être limité à ceux qui disposent de ressources financières importantes ou d'une couverture d'assurance solide. Cela soulève d'importantes questions sur l'équité dans l'accès aux technologies de reproduction avancées, questions qui façonneront le futur paysage des soins de fertilité pour les familles de tous les horizons économiques.
Points clés à retenir
— - Paterna Biosciences affirme avoir cultivé des spermatozoïdes humains fonctionnels en laboratoire à partir de cellules souches testiculaires.
— - Les spermatozoïdes cultivés en laboratoire ont fécondé avec succès des ovules, produisant des embryons visiblement sains.
— - Cette technologie pourrait offrir de nouvelles options aux hommes présentant une absence totale de spermatozoïdes, une part significative des cas d'infertilité masculine.
— - Des coûts élevés, estimés entre 5 000 et 12 000 dollars, pourraient limiter l'accessibilité sans couverture d'assurance.
Source : Wired
