Des scientifiques découvrent un gène sur lequel baser un contraceptif masculin – et l’ont déjà breveté

Les résultats pourraient conduire au développement d’une pilule contraceptive masculine qui serait efficace pendant l’utilisation et permettrait aux spermatozoïdes de revenir à la normale après l’arrêt du traitement.

« L’étude identifie ce gène pour la première fois comme étant exprimé uniquement dans le tissu testiculaire, nulle part ailleurs dans le corps, et il est exprimé par plusieurs espèces de mammifères », explique l’auteur principal Jon Oatley, biologiste de la reproduction de l’Université de l’État de Washington.

« Lorsque ce gène est inactivé ou inhibé chez les mâles, ils fabriquent des spermatozoïdes qui ne peuvent pas féconder un ovule, et c’est une cible de choix pour le développement de contraceptifs masculins. »

Les spermatozoïdes sont tout à fait uniques parmi les cellules de mammifères en ce sens qu’ils remplissent leur fonction en dehors du corps dans lequel ils ont été produits. Ils contribuent à la moitié du matériel génétique de la progéniture sexuellement reproduite, mais le processus de production de sperme n’est pas entièrement compris par les scientifiques.

En utilisant le séquençage de l’ARN, Oatley et ses collègues ont examiné les gènes exprimés dans les cellules productrices de sperme chez les souris, les bovins et les porcs pour voir s’ils pouvaient trouver un gène essentiel à la fonction des spermatozoïdes.

Grâce à des références croisées approfondies de différents ensembles de données, ils ont réduit leur première liste de 10 183 gènes à 1 gène candidat. Arrdc5 code pour une molécule d’α-arrestine appelée AARDC5, abréviation de la protéine 5 contenant le domaine de l’arrestine.

Les arrestines sont un groupe de protéines qui jouent un rôle dans la régulation des voies de signalisation dans les cellules de nombreux organismes différents, de la levure à l’homme. ARRDC4, une autre des six α-arrestines connues chez les mammifères, est fortement exprimée dans les canaux spermatiques de souris, et l’inactivation génétique de son gène codant, Arrdc4, altère le mouvement des spermatozoïdes . Mais à part cette étude précédente, on sait peu de choses sur la façon dont les protéines d’arrestine aident à fabriquer les spermatozoïdes.

AARDC5 est abondant dans les testicules des humains, des souris, des bovins et des porcs, mais la recherche scientifique n’a pas encore identifié son rôle biologique. L’équipe a donc cherché à déterminer si ce gène pouvait jouer un rôle clé dans la création et la fonction des spermatozoïdes.

Le sperme de souris génétiquement modifiées dépourvues de la protéine ARRDC5 avait une forme anormale et ne pouvait pas féconder correctement les œufs en laboratoire, ont découvert Oatley et ses collègues.

Normalement, les spermatozoïdes se déplacent dans le système reproducteur d’une femme à l’aide d’une structure en forme de queue appelée flagelle. Ils passent par un processus appelé capacitation, qui leur permet de se fixer à un œuf de femelle. La tête du spermatozoïde fusionne avec l’ovule et le matériel génétique du mâle est livré à l’ovule.

La microscopie électronique a montré que les spermatozoïdes des souris déficientes en ARRDC5 avaient des queues plus courtes et 98 % présentaient des défauts dans la tête et la pièce médiane, ce qui les faisait se déplacer plus lentement que le sperme des souris normales.

Il est important de noter que les souris femelles dépourvues de la protéine ARRDC5 avaient encore des grossesses normales lorsqu’elles étaient associées à des souris mâles en bonne santé, ce qui suggère que l’ARRDC5 n’affecte que la fertilité masculine.

Les contraceptifs masculins font la une des journaux depuis quelques années maintenant, mais les progrès ont été d’une lenteur décevante . En attendant, les femmes sont majoritairement responsables de la contraception, et ce n’est pas sans inconvénients .

Une approche génétique qui cible uniquement les spermatozoïdes peut être réversible et avoir moins d’effets secondaires que d’interférer avec les hormones mâles, car la testostérone joue d’autres rôles au-delà de la production de spermatozoïdes. Et la découverte pourrait un jour être utilisée pour contrôler le bétail reproducteur, mais il reste encore un grand pas entre les expériences en laboratoire et l’utilisation dans la vie réelle.

Les chercheurs ont déposé un brevet provisoire pour une pilule contraceptive masculine basée sur cette découverte génétique, bien que beaucoup plus de recherches soient nécessaires pour voir comment cela fonctionne chez l’homme.

« Bien que nos découvertes montrent clairement que l’ARRDC5 est un régulateur essentiel de la morphogenèse des spermatozoïdes, le mécanisme d’action n’est pas défini », écrivent les auteurs dans leur article.

« Combler cette lacune dans les connaissances sera important pour comprendre comment une déficience génétique pourrait conduire à l’infertilité ainsi que pour cibler la molécule pour le développement de contraceptifs masculins.

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Cet article a été premièrement publié sur ScienceAlert et traduit de l’anglais au français par le journaliste  Rose Lamah et édité par Tchétché A., éditeur d’articles à Sciences de chez Nous (SDCN). L’article a été approuvé pour publication par la rédactrice en cheffe de Sciences de chez Nous, Fatimatou Diallo. 

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