Coupe transversale d’un testicule de souris infertile montrant des cellules germinales et des spermatozoïdes de rat préalablement congelés et transplantés. Crédit : Eoin Whelan, Whelan et al., 2022, PLOS Biology, CC-BY 4.0
La recherche sur les souris a des implications pour les survivants du cancer chez l’enfant.
Selon une nouvelle étude menée sur des rongeurs, les tissus de testicules masculins cryopréservés peuvent être réimplantés après plus de deux décennies et continuer à produire des spermatozoïdes viables. La recherche, menée par Eoin Whelan de l’école de médecine vétérinaire de l’Université de Pennsylvanie et ses collègues, sera publiée aujourd’hui (10 mai).th, 2022) dans le journal à accès libre PLOS Biology. Mais ce long délai a un coût : une fertilité réduite par rapport aux tissus qui ne sont que brièvement congelés. Ces résultats pourraient avoir des conséquences importantes pour le traitement des jeunes hommes atteints de cancer, pour lesquels la chimiothérapie pourrait être précédée du prélèvement et de la congélation de tissu testiculaire en vue d’une éventuelle réimplantation.
Les taux de survie au cancer chez l’enfant ont augmenté de façon spectaculaire au cours des dernières décennies, mais un effet secondaire sérieux du traitement est la diminution de la fertilité plus tard dans la vie. Un traitement potentiel consisterait à prélever, congeler et réimplanter le tissu testiculaire, qui contient des cellules souches, une procédure qui a récemment permis de restaurer la fertilité chez un modèle macaque, du moins après une congélation de courte durée.
Mais pour les garçons pré-pubères atteints de cancer, la réimplantation peut ne pas être possible pendant une décennie ou plus après le prélèvement, ce qui soulève la question de savoir combien de temps les cellules souches spermatogènes (CSS) congelées peuvent rester viables. Pour étudier cette question, les auteurs ont décongelé des cellules souches spermatogènes de rat qui avaient été cryoconservées dans leur laboratoire pendant plus de 23 ans, et les ont implantées dans des souris dites nudes, dépourvues de la réponse immunitaire qui, autrement, rejetterait le tissu étranger. Ils ont comparé la capacité des CSR congelées depuis longtemps à générer des spermatozoïdes viables à des CSR congelées depuis quelques mois seulement et à des CSR fraîchement récoltées, provenant toutes d’une même colonie de rats maintenue pendant plusieurs décennies.
Les chercheurs ont constaté que les CSD congelées de longue date étaient capables de coloniser le testicule de la souris et de générer tous les types de cellules nécessaires à la production de sperme, mais pas de manière aussi robuste que les CSD provenant de l’un ou l’autre des échantillons de tissus plus récemment récoltés. Alors que les CSE congelées présentaient des profils similaires de changements d’expression génétique par rapport aux autres échantillons, elles ont produit moins de spermatides allongées, qui forment ensuite des spermatozoïdes nageurs.
Ces résultats ont plusieurs implications importantes. Premièrement, ils soulignent l’importance de tester in situ la viabilité des CSR, plutôt que de s’appuyer sur des biomarqueurs biochimiques ou cellulaires, pour déterminer le potentiel des cellules cryoconservées, qui peut ne pas refléter la perte réelle du potentiel des cellules souches au fil du temps. Deuxièmement, bien qu’il n’existe actuellement aucun protocole permettant d’étendre les CSR humaines en vue d’une réimplantation – une exigence pour le développement clinique de ce traitement – ces protocoles devront peut-être tenir compte de la dégradation de la viabilité en fonction du temps, en supposant que les CSR humaines imitent celles des rats. Enfin, et c’est la bonne nouvelle, la viabilité n’est en aucun cas perdue pendant la cryoconservation à long terme, ce qui suggère qu’il pourrait être possible d’identifier et d’atténuer les facteurs clés de la perte de viabilité, afin d’améliorer les options de reproduction des garçons dont les cancers infantiles sont traités avec succès.
Whelan ajoute : “Notre étude a montré que les cellules souches spermatogoniales de rat peuvent être congelées avec succès pendant plus de 20 ans, transplantées dans un animal receveur infertile et régénérer la capacité de produire des spermatozoïdes, bien qu’à un taux réduit. Cela pourrait fournir une méthode pour récupérer la perte de fertilité chez les garçons prépubères traités pour un cancer.”
Référence : “Le rétablissement de la spermatogenèse après plus de 20 ans de cryoconservation de cellules souches spermatogoniales de rat révèle un impact important dans la capacité de différenciation” par Whelan EC, Yang F, Avarbock MR, Sullivan MC, Beiting DP, Brinster RL, 10 mai 2022, PLOS Biology.
DOI: 10.1371/journal.pbio.3001618
Financement : Ce travail a été financé par Robert J. Kleberg, Jr et Helen C. Kleberg Foundation (RLB). Les financeurs n’ont joué aucun rôle dans la conception de l’étude, la collecte et l’analyse des données, la décision de publier ou la préparation du manuscrit.
