Ann Arbor, États-Unis – Depuis des années, les scientifiques cherchent à créer un ovaire humain artificiel pour restaurer la fertilité des patientes qui n’ont pas d’autres options. La première carte cellulaire d’un ovaire humain, récemment établie à l’Université du Michigan à Ann Arbor, représente une avancée majeure dans cette quête.
“Vous ne pouvez pas construire quelque chose si vous n’avez pas de plan”, a déclaré l’ingénieur biomédical. Ariella Chikanov, professeur agrégé à l’Université du Michigan, qui a contribué à créer ce qu’elle et ses collègues appellent un atlas ovarien. « En créant une carte ou un atlas, nous pouvons désormais suivre ce que la nature a créé et concevoir les éléments constitutifs d’un ovaire – et construire une structure similaire à celle de la nature. »
Jusqu’à présent, le concept d’ovaire artificiel n’a abouti que chez la souris, avec le développement d’un ovaire prothétique imprimé en 3D qui a permis à des souris stérilisées d’avoir des bébés. Les chercheurs espèrent que la technologie des ovaires artificiels humains pourra un jour aider les femmes rendues stériles par un traitement contre le cancer, ainsi que les patientes qui ne répondent pas aux traitements de fertilité et celles qui souffrent d’insuffisance ovarienne prématurée.
Toutefois, le Dr Shikanov estime que ces recherches iront encore plus loin, en fournissant une ressource précieuse aux scientifiques qui étudient les maladies et autres affections liées à l’ovaire.
“Quand les gens pensent à l’ovaire, s’ils y pensent, ils pensent généralement à la fertilité”, a déclaré le Dr Shikanov. L’ovaire est bien plus que cela.
En plus de produire et de transporter les ovules non fécondés d’une femme tout au long de sa vie, l’ovaire est également responsable de la fonction endocrinienne – la production d’œstrogènes et de progestérone, qui en plus de contribuer à la santé reproductive, aident à maintenir la santé cardiovasculaire, osseuse et mentale de la femme.
« Nous ne comprenons pas encore tout ce qui se passe dans l’ovaire », a déclaré le Dr Shikanov, « mais nous savons qu’il s’agit d’un organe important. »
Cartographie ovarienne
Parce que les gens ne font généralement pas don de leurs ovaires, il y en a très peu pour la recherche, en particulier chez les femmes en âge de procréer, a déclaré Shikanov. Les scientifiques ont donc décidé de créer une ressource. Ils ont décrit leur travail dans Avancées scientifiques .
Pour créer leur atlas, les chercheurs ont étudié deux ovaires provenant de donneuses préménopausées et ont profilé 18 000 gènes dans 257 régions. À partir de trois autres ovaires donneurs, ils ont également généré des données de séquençage d’ARN unicellulaire pour 21 198 cellules.
« Nous avons identifié quatre principaux types de cellules et quatre sous-types de cellules immunitaires dans l’ovaire », a déclaré le Dr Shikanov. Des échantillons prélevés dans différentes zones de l’ovaire ont révélé des activités génétiques distinctes pour les ovocytes, les cellules de la thèque et les cellules de la granulosa, permettant aux scientifiques de mieux comprendre les programmes moléculaires qui régissent le développement des follicules ovariens.
Ce qui est unique dans leur travail, c’est l’accent mis à la fois sur l’analyse unicellulaire et spatiale, a déclaré Jun Z.Li, co-auteur de l’étude et président associé du Département de médecine computationnelle et de bioinformatique de l’Université du Michigan. Plus précisément, ils ont utilisé une méthode relativement innovante appelée transcriptomique spatiale, qui leur permet de voir quels gènes sont activés et où.
«Nous construisons la disposition spatiale des cellules de l’ovaire», explique Jun Li. Cette analyse spatiale revient à dire : « Laissez-moi regarder où vous êtes et qui est votre voisin. »
Les résultats de ces travaux s’appuient sur d’autres recherches génétiques et cellulaires dans ce domaine, a-t-il souligné. Les ingénieurs biomédicaux d’autres domaines de la médecine appliquent des technologies similaires à d’autres organes, notamment le cœur, le sein et les os, dans le cadre d’un projet plus vaste appelé Atlas des cellules humaines (Atlas des cellules humaines).
Faire progresser la recherche sur la santé des femmes
Historiquement, la recherche sur la santé des femmes a été sous-financée et sous-représentée, mais les auteurs estiment que leur atlas ovarien constitue une avancée significative.
« Il existe de nombreuses questions biologiques auxquelles nous n’avons pas de réponse concernant l’ovaire », a déclaré le Dr Shikanov.
L’un des plus grands mystères est de savoir pourquoi tant d’œufs ne deviennent jamais fécondables. Chaque femme naît avec un à deux millions de follicules ovariens. Chaque follicule porte un ovule immature. Vers la puberté, les deux tiers de ces follicules meurent. La plupart de ceux qui restent ne se transforment jamais en œufs fécondables.
« La majorité de ces follicules se développent et sécrètent des hormones ou subissent une atrésie », a déclaré le Dr Shikanov. “L’une des questions que nous voulions comprendre est la suivante : ‘Qu’est-ce qui détermine un ovule qui peut grandir, ovuler, devenir un ovule fécondable et potentiellement se développer en un nouvel être humain, à partir d’un ovule qui ne peut pas grandir ?’ »
Une autre grande question que se posent les chercheurs est la suivante : « Que se passe-t-il avec les autres types de cellules de l’ovaire, les cellules de soutien qui produisent les hormones endocriniennes ? Où les trouve-t-on et quelles protéines et quels ARN fabriquent-ils ? » Leurs recherches commencent à élucider certaines de ces questions et jettent les bases d’études futures.
« Nous voulions analyser les signatures transcriptionnelles de régions spécifiques, puis effectuer une analyse bioinformatique et combiner la structure, la fonction et les signatures transcriptionnelles », explique le Dr Shikanov.
La connaissance des signatures transcriptionnelles peut aider les chercheurs à comprendre les mécanismes des maladies et à développer des traitements pour ces maladies.
Winifred Mak, MD, endocrinologue de la reproduction et spécialiste de l’infertilité à la Dell Medical School de l’Université du Texas (Austin, États-Unis) étudie la préservation de la fertilité dans le cancer. “C’est intéressant pour moi que cette étude ait identifié de nombreux groupes de cellules dans l’ovaire dont nous n’avions pas nécessairement conscience auparavant”, a-t-elle déclaré, qui n’est pas impliquée dans cette nouvelle recherche. « De même, l’identification de nouveaux gènes qui n’avaient pas été étudiés auparavant dans l’ovaire humain. »
Quelles sont les prochaines étapes ?
Des dizaines de scientifiques qui étudient la santé reproductive ont déjà contacté les chercheurs au sujet de leurs travaux, a déclaré Shikanov.
“Nous sommes contactés presque tous les jours par des chercheurs du monde entier qui nous demandent des ensembles de données ou des détails sur cet article”, a-t-elle déclaré, “par des personnes qui étudient le cancer de l’ovaire, par exemple”.
Le Dr Mak affirme qu’avoir une carte d’un ovaire normal pourrait également aider les chercheurs qui étudient l’insuffisance ovarienne prématurée – la raison pour laquelle l’ovaire entre parfois en ménopause prématurée – et le syndrome ovarien. polykystique.
Le vieillissement ovarien est un autre domaine d’intérêt majeur en recherche. “Les femmes vivent beaucoup plus longtemps aujourd’hui, mais nous atteignons toujours la ménopause à 50 ans”, a déclaré le professeur Shikanov. « Des efforts sont donc faits pour comprendre le vieillissement ovarien et peut-être le prévenir afin de prolonger la longévité des ovaires. »
Selon le Dr Mak, cette étude permettra aux scientifiques « d’étudier des femmes d’âges différents et de voir quels gènes changent au cours de la vie reproductive ».
L’atlas pourrait également conduire à des traitements pour restaurer la fertilité chez les personnes qui ont eu un cancer ou ont été traitées pour un cancer dans leur enfance, chez les personnes qui ont changé de sexe et chez celles dont les organes reproducteurs ont été affectés par des traumatismes dans des situations de conflit ou à la suite d’accidents, juin » dit Li.
Les applications sont nombreuses et passionnantes, explique le professeur Shikanov. « Notre atlas est comme une référence. Les chercheurs peuvent désormais prélever des ovaires de personnes atteintes de ces maladies et affections et essayer de comparer ce qui est différent. »
Cet article a été traduit de Medscape.com en utilisant plusieurs outils éditoriaux, y compris l’IA, dans le processus. Le contenu a été revu par la rédaction avant publication.
