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Des spermatozoïdes humains créés in vitro ?

Depuis plus de quinze ans, des chercheurs s'obstinent à fabriquer des spermatozoïdes fonctionnels en culture. Ce serait désormais chose faite, selon une société lyonnaise qui affirme avoir réalisé la toute première spermatogénèse humaine à partir de prélèvements sur des testicules d'hommes stériles. Les travaux des chercheurs n'ont pas encore été publiés dans une revue scientifique.

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Vidéo : reportage diffusé le 10 mai 2015, à l'occasion de l'annonce des premiers résultats. Image d'illustration : des spermatozoïdes (DR).

Il s'agit d'un espoir considérable pour traiter l'infertilité masculine… Une équipe lyonnaise aurait réussi à recréer de toutes pièces des spermatozoïdes, in vitro. Et ce uniquement à partir d'une biopsie testiculaire d'hommes ne créant naturellement pas de spermatozoïdes… La start-up de biotechnologie Kallistem (1), à l'origine de cette spermatogénèse, l'a présenté ce 17 septembre comme "une première mondiale".

En 50 ans, le nombre de spermatozoïdes par éjaculat a été divisé par deux. Et peu de solutions existent pour les hommes ne pouvant pas faire d'enfants. Dans un tiers des cas, l'infertilité est due à un dysfonctionnement chez le père.

Si son efficacité était confirmée, la technique lyonnaise pourrait servir à étudier l'effet de certains toxiques (polluants, médicaments, tabac, …) sur le développement des spermatozoïdes et donc leur impact sur la fertilité humaine.

Le protocole présenté peut paraître simple : des extraits de pulpe testiculaire sont prélevés chez des hommes stériles, contenant des cellules souches immatures, en quelque sorte des "embryons" de spermatozoïdes : les spermatogonies. Ces extraits de testicules sont ensuite mis en culture dans une boîte de petri. Pendant 72 jours, ces embryons de cellules reproductrices maturent, pour finalement se différencier en spermatozoïdes complets et totalement fonctionnels. Ils seront ensuite "cryoconservés jusqu'au désir de paternité et alors utilisés en fécondation in vitro avec micro-infection", précisent les chercheurs à l'origine de l'innovation.

Un milieu de culture qui mime les testicules

La prouesse technique résiderait principalement dans le milieu de culture et de maturation de ces cellules in vitro. Les supports de verre recréeraient "le compartimentage d'un testicule humain".

En effet, lles spermatozoïdes se différencient par étapes, pour finalement déboucher dans les tubes séminifères et alimenter le sperme. Le support présenté par les chercheurs lyonnais incorpore également des cellules nourricières indispensables à la formation des spermatozoïdes : les cellules de Sertoli.

La technologie utilisée, confidentielle jusqu'alors, a été brevetée en juin dernier. Les chercheurs précisent d'emblée que la mise en application de la technique sera contrôlée de près, pour des raisons éthiques, afin d'éviter tout risque de contamination des boîtes…

Une fois les spermatozoïdes fabriqués, ils peuvent être injectés in vitro dans un ovule, comme lors d'une FIV classique.

Tous les types de stérilité ne sont pas concernés

C'est en 2003, grâce à une étude publiée dans la revue Science, que l'on a découvert le principe de base permettant la fabrication de spermatozoïdes in vitro. Les chercheurs avaient alors annoncé que l'activité des cellules souches était indépendante de la production de spermatozoïdes. En d'autres termes, les cellules souches reproductrices pouvaient rester fonctionnelles, même sans produire des spermatozoïdes.

Crédits : M.H Perrard, CNRS-Kallistem

Par conséquent, la technique ne pourra pas s'appliquer à tous les hommes stériles…  Pour être éligibles, les hommes qui ne fabriquent pas de spermatozoïdes devront tout de même posséder des cellules souches reproductrices fonctionnelles. En France, ce dysfonctionnement précis est appelé "azoospermie non obstructive". Il concerne près de 5.000 hommes…

Une avancée pour les enfants traités par chimiothérapie

Si ces travaux étaient confirmés, ils représenteraient un extraordinaire espoir pour tous les enfants dont la fertilité est menacée par des traitements toxiques : chimiothérapie, radiothérapie… Dès le stade embryonnaire, les garçons possèdent des spermatogonies, mais ce n'est qu'à la puberté qu'ils se transforment en spermatozoïdes. Chaque année, plus de 800 enfants traités pour un cancer risquent de devenir stériles.

D'autre part, la société Kallistem précise que les enfants atteints de drépanocytose sévère ainsi que ceux opérés pour une cryptorchidie bilatérale (lorsque les deux testicules ne sont pas descendus dans le scrotum) pourront également bénéficier de cette spermatogénèse.

Pour l'instant, la technique n'en est encore qu'au stade expérimental, mais les chercheurs assurent que des essais précliniques démarreront dès l'année prochaine.

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(1) La société est issue d'une équipe du CNRS, de l'INRA, de l'ENS Lyon et de l'université de Lyon.

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