Actualités | Le Karolinska Institutet révèle comment l’ovocyte contrôle l’entrée des spermatozoïdes

Dans une nouvelle étude menée par le Karolinska Institutet, des chercheurs ont constaté qu’après la fécondation d’un ovocyte, son enveloppe se resserre, empêchant mécaniquement l’entrée d’autres spermatozoïdes et évitant ainsi la mort ultérieure de l’embryon. L’étude explique également comment des mutations des protéines de l’enveloppe ovocytaire peuvent provoquer une infertilité féminine et pourraient, à terme, conduire à de nouvelles méthodes contraceptives. L’étude a été publiée dans Cell.

Chez les mammifères, la fécondation commence lorsqu’un spermatozoïde se fixe à l’enveloppe ovocytaire, une enveloppe extracellulaire fibreuse qu’il doit traverser pour fusionner avec l’ovocyte. Une équipe internationale a désormais cartographié en détail la structure et la fonction de ZP2, un composant essentiel des fibres de l’enveloppe ovocytaire qui régule les interactions entre l’ovocyte et les spermatozoïdes pendant la fécondation.

« Nous savions que ZP2 est clivée après l’entrée du premier spermatozoïde dans l’ovocyte, et nous expliquons comment cet événement durcit l’enveloppe ovocytaire et la rend imperméable aux autres spermatozoïdes », a déclaré Luca Jovine, professeur au département des biosciences et de la nutrition du Karolinska Institutet, qui a dirigé l’étude. « Cela empêche la polyspermie — la fusion de plusieurs spermatozoïdes avec un seul ovocyte — qui est fatale pour l’embryon. »

Les modifications de l’enveloppe ovocytaire après la fécondation sont également essentielles à la fertilité féminine, car elles protègent l’embryon en développement jusqu’à son implantation dans l’utérus. Ces connaissances pourraient contribuer à la mise au point de contraceptifs non hormonaux qui perturbent la formation de l’enveloppe ovocytaire. L’étude explique également certaines formes d’infertilité féminine liées à cette enveloppe.

« Des mutations des gènes codant les protéines de l’enveloppe ovocytaire peuvent provoquer une infertilité féminine, et un nombre croissant de ces mutations sont identifiées », a expliqué Luca Jovine. « Nous espérons que nos recherches pourront faciliter le diagnostic de l’infertilité féminine et éventuellement contribuer à prévenir les grossesses non désirées. »

Fait important, l’étude a également montré qu’une région de ZP2, auparavant considérée comme un récepteur des spermatozoïdes, n’est pas nécessaire à leur fixation sur l’ovocyte. Cela soulève la question de l’identité du véritable récepteur des spermatozoïdes sur l’enveloppe ovocytaire, que les chercheurs prévoient d’étudier plus avant.

Les chercheurs ont combiné la cristallographie aux rayons X et la cryomicroscopie électronique pour étudier la structure 3D des protéines de l’enveloppe ovocytaire. Des études fonctionnelles chez la souris ont examiné les interactions entre les spermatozoïdes et les ovocytes porteurs de mutations de ZP2, tandis que le programme d’IA AlphaFold a servi à prédire la structure de l’enveloppe ovocytaire humaine.

L’étude a été menée avec l’université d’Osaka et l’université Sophia au Japon, ainsi que l’université de Pittsburgh aux États-Unis, à partir de données recueillies à SciLifeLab et dans les synchrotrons ESRF, DLS et BESSY II.

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