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Les mouches des fruits mettent en lumière l’infertilité masculine et l’inviabilité du sperme chez l’homme

L’Occident traverserait une crise de la fertilité masculine, des recherches récentes de l’Université hébraïque en Israël montrant que le nombre de spermatozoïdes chez les hommes avait diminué de plus de moitié au cours des 40 dernières années. Le projet SPERMAGE a cherché à comprendre pourquoi.

Santé

La baisse de la qualité des spermatozoïdes avec l’âge est une cause majeure d’infertilité masculine et un problème dans de nombreuses régions du monde, y compris en Europe, où elle prend une importance particulière due à un âge de la paternité sans cesse reculé. Cependant, les mécanismes sous-jacents de la détérioration des spermatozoïdes et les conséquences de ces processus restent mal compris. Par exemple, on ne sait pas dans quelle mesure la qualité réduite des spermatozoïdes est due à l’âge avancé des hommes ou à la période où les spermatozoïdes sont stockés dans les organes reproducteurs de l’homme. Ce que l’on sait, c’est que ce déclin n’est pas observé chez le bétail. Le projet SPERMAGE, financé par l’UE et entrepris avec le soutien de la bourse Marie Skłodowska-Curie, a pour objectif de démêler l’influence du vieillissement des hommes et du vieillissement des spermatozoïdes sur la fertilité, la capacité reproductive et la qualité des spermatozoïdes à l’aide de modèles de mouche (Drosophila). Le projet a mis en évidence une base génétique solide pour la viabilité des spermatozoïdes et certaines indications selon lesquelles l’éjaculat d’un homme avec une forte proportion de spermatozoïdes viables peut parfois avoir un impact négatif sur la fertilité féminine.

Enquêter sur le casse-tête de la variation de la viabilité du sperme

L’équipe de SPERMAGE a collectivement mis à profit plus de 50 ans d’expertise en matière de reproduction pour étudier certains des facteurs contribuant à expliquer la variabilité de la viabilité des spermatozoïdes, plus simplement, pourquoi les hommes ne produisent-ils pas systématiquement un éjaculat de haute qualité? L’équipe s’est intéressée à Drosophila, le genre de mouche largement utilisé comme modèle pour étudier toute une variété de phénomènes biologiques. Ces mouches sont parfaites pour de telles études, car elles sont faciles à élever en grand nombre, ont des générations courtes et partagent des voies génétiques communes avec la plupart des animaux. L’équipe a établi des génotypes normalisés en sélectionnant et élevant des générations en laboratoire, puis en étudiant les effets du génotype sur la viabilité des spermatozoïdes. Elle a évalué la proportion de spermatozoïdes vivants et morts dans les testicules de mouches en utilisant une technique de coloration différenciant les spermatozoïdes vivants et morts (spermatozoïdes vivants teints en vert, les morts en rouge). Elle a ensuite vérifié si les différences entre les proportions de spermatozoïdes morts et vivants dépendaient du génotype. «Notre travail a mis en évidence certaines causes immédiates du déclin de la qualité du sperme, ainsi que des finalités possibles. Par exemple, alors que le sperme viable profite aux mâles concurrents, l’éjaculat à haute viabilité peut en réalité causer le gaspillage des œufs chez les femelles en provoquant une stimulation excessive du système reproducteur féminin, par exemple. Il peut donc y avoir des compromis évolutifs en cours dans le processus de fertilité», a déclaré David Hosken, coordinateur du projet.

Par la suite

Actuellement, les résultats de SPERMAGE contribuent principalement à la base de connaissances et de compétences de l’UE. «Alors que nous explorions des domaines de recherche très novateurs, nous avons dû surmonter des défis expérimentaux assez complexes à travers une conception expérimentale intelligente. L’un des problèmes majeurs a consisté à obtenir suffisamment de sperme à isoler et soumettre ensuite à un examen expérimental», déclare David Hosken. À l’avenir, comme les processus étudiés sont comparables entre animaux, les résultats seront de plus en plus pertinents pour la recherche fondamentale et appliquée sur le vieillissement humain, la santé génésique et la sélection animale. La prochaine étape pour l’équipe consistera à étudier plus en détail les autres causes possibles de l’inviabilité du sperme, ainsi que la manière dont certaines de ces causes sous-jacentes peuvent interagir, notamment en testant les mécanismes présumés susceptibles de provoquer une baisse de la fécondité liée à l’âge.

Mots‑clés

SPERMAGE, fertilité, vieillissement, œufs, évolutif, Drosophila, éjaculat, viabilité, inviabilité, génotype, élevage

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