En soumettant, vous acceptez notre Politique de confidentialité pour traiter les informations de contact et de demande que vous fournissez, acceptez notre Conditions d'utilisation et acceptez que nous puissions vous contacter au sujet de cette demande.
Actualités | Comment l’âge paternel affecte-t-il les embryons ? Une étude repère un tournant clé dans l’ARN des spermatozoïdes
Actualités | Comment l’âge paternel affecte-t-il les embryons ? Une étude repère un tournant clé dans l’ARN des spermatozoïdes
Alors que les hommes retardent de plus en plus leur paternité, les effets de l’âge paternel sur les résultats en matière de reproduction et la santé de la descendance suscitent une attention croissante. Une étude récente publiée dans The EMBO Journal a mis en évidence un tournant moléculaire marqué lorsque les petits ARN non codants des spermatozoïdes passent d’un profil « jeune » à un profil « âgé », phénomène qualifié de « seuil brutal de vieillissement ». Cette évolution fortement conservée pourrait fournir un nouvel indice mécanistique sur les effets de l’âge paternel avancé.
Grâce à la technologie PANDORA-seq qu’elle avait précédemment mise au point, l’équipe a analysé systématiquement les petits ARN non codants (sncRNA) des spermatozoïdes de souris et d’humains de différents âges. Contrairement au séquençage conventionnel, PANDORA-seq surmonte les biais de détection liés aux modifications chimiques de l’ARN et révèle des petits ARN dérivés d’ARN de transfert (tsRNA) et d’ARN ribosomiques (rsRNA), auparavant difficiles à détecter.
Les recherches sur le vieillissement des spermatozoïdes se sont longtemps concentrées sur les lésions de l’ADN et les modifications de la méthylation. Cependant, de plus en plus de données indiquent que les sncRNA spermatiques contribuent à transmettre des informations paternelles d’une génération à l’autre, peuvent influer sur le développement embryonnaire précoce et façonner les résultats métaboliques et neurodéveloppementaux de la descendance. C’est ainsi qu’est né le concept de « code ARN des spermatozoïdes » : des profils d’ARN particuliers pourraient refléter l’âge du père et ses expositions environnementales, et influencer la santé de sa descendance.
Chez la souris, les chercheurs ont analysé les profils d’ARN spermatique à 10, 30, 50, 70 et 90 semaines. La composition des tsRNA et des rsRNA a brusquement changé entre 50 et 70 semaines, formant un net « seuil brutal de vieillissement ». Il s’agissait d’une transition moléculaire à l’échelle de la population, et non d’un basculement unique chez chaque individu. Par rapport aux miRNA, l’analyse fondée sur les tsRNA et les rsRNA distinguait mieux les phases précoces et tardives du vieillissement, soulignant l’intérêt de PANDORA-seq.
L’ARN de la tête des spermatozoïdes étant considéré comme plus pertinent sur le plan fonctionnel pour le développement embryonnaire, l’équipe a également analysé des têtes de spermatozoïdes isolées. Le même seuil brutal de vieillissement est apparu entre 50 et 70 semaines dans les spermatozoïdes entiers comme dans leurs têtes, ce qui confirme la robustesse du phénomène. Les tsRNA et les rsRNA mitochondriaux des têtes de spermatozoïdes présentaient aussi des modifications liées à l’âge parallèles aux profils génomiques, suggérant une possible signalisation ARN des mitochondries vers le noyau dans le vieillissement des spermatozoïdes, bien que cette hypothèse doive être vérifiée.
Avec l’âge, la distribution des longueurs des rsRNA des têtes de spermatozoïdes évoluait elle aussi systématiquement : les rsRNA longs augmentaient et les fragments courts diminuaient, en particulier ceux dérivés des ARN ribosomiques 18S et 28S. Les rsRNA mitochondriaux suivaient une tendance similaire, mais plus faible, contrairement aux tsRNA. Selon les chercheurs, cela pourrait refléter une diminution de la maturation de l’ARN dans les spermatozoïdes vieillissants et des modifications de l’activité enzymatique liées au stress oxydatif, susceptibles d’affecter la fertilité et la santé de la descendance.
L’équipe a validé ses résultats dans deux cohortes indépendantes de sperme humain : une cohorte longitudinale de 8 donneurs âgés de 34 à 68 ans et une cohorte transversale de 47 donneurs âgés de 25 à 51 ans. Le sperme humain présentait des profils de longueur des rsRNA très proches de ceux observés chez la souris, ce qui témoigne de leur conservation au cours de l’évolution. Les modifications étaient les plus marquées dans l’ensemble des rsRNA, en particulier ceux dérivés des ARN ribosomiques 18S et 28S, ce qui conforte leur potentiel comme marqueurs moléculaires du vieillissement des spermatozoïdes.
Pour en évaluer la fonction, les chercheurs ont créé des mélanges de tsRNA et de rsRNA imitant les spermatozoïdes « jeunes » et « âgés », puis les ont transfectés dans des cellules souches embryonnaires de souris. Après 24 heures, le mélange correspondant aux spermatozoïdes âgés a activé des voies liées au métabolisme, à la fonction mitochondriale et aux maladies neurodégénératives, conformément aux risques métaboliques et neurologiques observés chez les enfants de pères plus âgés. Cette démonstration de faisabilité in vitro montre que les modifications de l’ARN spermatique liées à l’âge peuvent réguler directement l’expression des gènes dans les cellules embryonnaires, sans toutefois prouver directement leur transmission in vivo.
Les auteurs soulignent que les mélanges d’ARN synthétiques ne peuvent pas reproduire complètement l’ARN naturel des spermatozoïdes, dont les modifications chimiques influencent également la stabilité et la fonction.
L’équipe conclut que le « seuil brutal de vieillissement » des sncRNA spermatiques représente une transition biologique majeure. Ces caractéristiques conservées de l’ARN approfondissent la compréhension des effets de l’âge paternel et pourraient devenir des biomarqueurs pour évaluer la qualité des spermatozoïdes en assistance médicale à la procréation, afin d’estimer plus précisément les risques pour la santé reproductive du père et celle de sa descendance.
Source :
Compilé à partir de sources en ligne