Des scientifiques font la lumière sur les mystères associés à l'infertilité

Les scientifiques qui s'attaquent au problème des taux élevés de fausses couches se demandent depuis longtemps s'il existe un moyen de savoir si un ovule réussira à se développer en embryon et à croître ou s'il existe un marqueur indiquant quand il est voué à l'échec.

Deux équipes de recherche dirigées par Rutgers ont trouvé des indices solides dans deux études distinctes utilisant à la fois des données humaines et murines, qui leur permettront de commencer à répondre « oui » aux deux questions.

Rapport dans Communications naturellesune équipe a découvert que les ovules de souris qui forment une structure inhabituelle en forme de capuchon avant d'être fécondés sont plus susceptibles d'être viables, de s'attacher à l'utérus et de croître que les ovules sans cette structure.

“Ce sont des résultats importants car, alors que de nombreuses personnes recherchent (la fécondation in vitro) pour fonder une famille, les taux de réussite sont faibles”, a déclaré Karen Schindler, professeur au département de génétique de la Rutgers School of Arts and Sciences (SAS) et senior. auteur du papier. “Comprendre les mécanismes de base à l'origine d'un ovule et d'un embryon de haute qualité est essentiel pour améliorer les taux de réussite clinique.”

Dans la deuxième étude, publiée dans Le Journal américain de génétique humainel'équipe dirigée par Rutgers a identifié un gène qui, lorsqu'il est muté, provoque un nombre anormal de chromosomes dans les œufs de souris, l'une des principales causes de fausse couche précoce et d'échec de la fécondation in vitro (FIV).

“Nous cherchons à comprendre les racines génétiques de l'infertilité féminine”, a déclaré Jinchuan Xing, professeur au département de génétique du SAS et auteur principal de l'article. “Dans ce cas, la méthode que nous avons développée pour identifier le risque génétique peut être appliquée par de nombreux chercheurs pour des investigations plus approfondies.”

L'infertilité, définie comme l'incapacité de concevoir après un an ou plus de rapports sexuels non protégés, est un problème courant. Aux États-Unis, parmi les femmes âgées de 15 à 49 ans sans naissance antérieure, environ 1 sur 5, soit 19 %, sont incapables de tomber enceinte après un an d'essais, selon les Centers for Disease Control and Prevention des États-Unis. En outre, environ 1 femme sur 4, soit environ 26%, de ce groupe a des difficultés à tomber enceinte ou à mener une grossesse à terme, une condition connue sous le nom d'altération de la fécondité, a indiqué le CDC.

Schindler, Xing et leurs équipes veulent comprendre comment certaines femmes produisent des ovules hautement viables et pourquoi le processus de production des ovules est si sujet aux erreurs. Dans l'étude de Schindler, l'équipe s'est concentrée sur l'une des dernières étapes du processus de production des œufs. Schindler a déclaré que l'équipe avait été inspirée par les travaux sur les cellules cancéreuses d'une collègue, Ahna Skop, généticienne à l'Université du Wisconsin et auteur de l'article. Skop a découvert que la région qui se forme entre les cellules en division contient des matériaux essentiels tels que des ARN et des protéines.

Parce qu'un embryon dépend de ces matériaux essentiels pour se développer, Schindler s'est demandé si un mécanisme impliquant des protéines protectrices de la vie pourrait également être produit lorsqu'un ovule se divise en deux cellules filles.

Contrairement à d’autres types de cellules, les ovules qui se divisent en deux cellules les forment de manière inégale. L’un, l’œuf, reçoit la majeure partie du matériel vital, comme les informations génétiques et les structures qui produisent les protéines, tandis que le second, connu sous le nom de corps polaire, en reçoit peu et finit par dépérir et mourir.

À l’aide d’un microscope produisant des images haute résolution de cellules vivantes, l’équipe Schindler a découvert que les ovocytes possèdent également une région entre les cellules en division qui est enrichie en matériaux essentiels. Dans cette analyse, ils ont découvert une nouvelle structure en forme de capuchon qui se forme entre les cellules. Dans les ovocytes qui sont fécondés avec succès et se transforment en embryons, les coiffes forment une barrière protectrice qui empêche les matériaux essentiels de s'échapper dans la cellule du corps polaire adjacente. Dans les ovules dont la coiffe était perturbée, les embryons n’étaient pas viables.

“La calotte est la frontière entre l'ovule qui sera fécondé par le sperme et le corps polaire non fonctionnel”, a déclaré Schindler. “Sans ce capuchon, des matières essentielles peuvent s'infiltrer dans le corps polaire et l'œuf a moins de chances de devenir un embryon.”

Dans le deuxième article, Xing et son équipe ont analysé un ensemble de données collectées par les cliniques de FIV lors de tests génétiques sur les embryons pour détecter un nombre anormal de chromosomes avant l'implantation. Xing a déclaré que les données recueillies grâce à cette méthode de collecte, qui utilise une technologie de séquençage de l'ADN peu coûteuse, n'ont pas été considérées comme utiles pour des recherches approfondies sur les modèles génétiques.

Bien que cette méthode de séquençage du génome entier à faible couverture produise une fraction des données de chaque échantillon génétique et s'appuie sur des méthodes informatiques pour compléter les informations manquantes, l'équipe de Xing a pu détecter une mutation génétique commune à l'échec des œufs. Lorsqu'elle est testée chez la souris, la mutation provoque des erreurs dans le nombre de chromosomes répartis entre l'œuf et le corps polaire.

“Les résultats et la méthode utilisée ont de larges implications, non seulement pour les cliniciens et les patients qui étudient les causes émergentes d'échec de la FIV, mais aussi pour fournir au monde une nouvelle façon de réaliser des études génétiques en utilisant des données de séquençage à faible couverture”, a déclaré Xing.