Le secret du sperme fertile
Pour mieux comprendre les causes de l'infertilité masculine, une équipe de chercheurs de la région de la baie de San Francisco a étudié les facteurs, à la fois physiologiques et biochimiques, qui différencient les spermatozoïdes fertiles des spermatozoïdes infertiles. Lors de la 58e réunion annuelle de la Biophysical Society, qui s'est tenue du 15 au 19 février 2014 à San Francisco, en Californie, l'équipe a présenté ses travaux visant à identifier et à caractériser des protéines appelées canaux ioniques, qui sont essentielles à la fertilité des spermatozoïdes et qui sont exprimées dans la membrane plasmique des spermatozoïdes.
« Les connaissances acquises dans ce domaine pourraient contribuer à créer des tests de diagnostic et des traitements indispensables pour l'infertilité masculine, qui est par essence une maladie idiopathique, car à l'heure actuelle, 80 % des cas d'infertilité masculine ne peuvent être diagnostiqués ou traités », a déclaré Melissa Miller, chercheuse postdoctorale. Miller travaille dans les laboratoires de ses deux co-auteurs, Polina Lishko de l'Université de Californie à Berkeley (UCB) et Yuriy Kirichok de l'Université de Californie à San Francisco (UCSF).
Pour étudier les canaux ioniques, les chercheurs enregistrent l’activité électrique des canaux ioniques des spermatozoïdes dans des conditions strictement contrôlées.
« Nos laboratoires ont caractérisé trois canaux ioniques responsables de la régulation du calcium (CatSper), du potassium (Slo1) et des protons (Hv1) dans les spermatozoïdes », a déclaré Miller. « Jusqu'à présent, le canal cationique le plus étudié est le canal cationique des spermatozoïdes CatSper, qui est exprimé exclusivement dans les spermatozoïdes et représente une cible idéale pour le développement d'un contraceptif unisexe ; aucune autre cellule du corps n'est connue pour exprimer cette protéine. »
« Nous avons récemment rapporté que l'hormone féminine progestérone active CatSper via une voie non génomique. Dans les spermatozoïdes fertiles normaux, l'activité de CatSper a été considérablement augmentée par l'ajout de progestérone. Cependant, l'enregistrement par patch clamp de spermatozoïdes dérivés de patients avec délétion de CatSper n'a montré aucune réponse à la progestérone et n'a pas produit de courant CatSper basal », a déclaré Miller. « Cela montre une régulation directe du canal CatSper dans le sperme humain par des hormones stéroïdes.
« Les hormones stéroïdes contrôlent les fonctions physiologiques fondamentales via des voies génomiques traditionnelles et non conventionnelles, non génomiques. Des recherches antérieures ont établi que la signalisation non génomique joue un rôle essentiel dans l'activation des spermatozoïdes humains et la modulation de la perception de la douleur dans les neurones de la moelle épinière. Comme les déterminants moléculaires de cette voie sont mal compris, l'équipe de Miller s'efforce de découvrir la cascade de signalisation moléculaire précise qui se produit dans les spermatozoïdes et les neurones lors d'un traitement à la progestérone.
« L'absence d'activité de CatSper est fortement corrélée à l'infertilité masculine, donc l'identification de cette molécule de signalisation endogène nous donnerait un nouveau biomarqueur de la fertilité masculine qui pourrait être immédiatement utilisé en clinique comme moyen d'évaluer rapidement le potentiel de fécondation des spermatozoïdes », a déclaré Miller.
Dans l’ensemble, les connaissances acquises grâce aux études de l’équipe pourraient être utilisées dans le développement futur de nouvelles thérapies de gestion de la douleur, ainsi que de tests diagnostiques et de traitements pour l’infertilité masculine.
