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Actualités | Des scientifiques découvrent un « interrupteur énergétique » des spermatozoïdes susceptible de faire progresser la contraception masculine
Actualités | Des scientifiques découvrent un « interrupteur énergétique » des spermatozoïdes susceptible de faire progresser la contraception masculine
Des chercheurs de l’université d’État du Michigan ont découvert un « interrupteur » moléculaire qui contrôle les poussées d’énergie des spermatozoïdes et augmente rapidement leur mobilité à l’approche d’un ovocyte. Ils estiment que cette découverte pourrait approfondir la compréhension de la fécondation et ouvrir une nouvelle voie vers des contraceptifs masculins sûrs et non hormonaux.
Les résultats ont été publiés dans les Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Une « poussée d’énergie » des spermatozoïdes avant la fécondation
L’équipe a constaté que les spermatozoïdes des mammifères sont généralement dans un état énergétique relativement faible avant l’éjaculation. Une fois dans l’appareil reproducteur féminin, ils subissent toutefois rapidement plusieurs changements, notamment :
Une nette augmentation de leur vitesse de déplacement
Des modifications de la structure de leur membrane externe en vue de la liaison avec l’ovocyte
Ces changements exigent que les cellules augmentent considérablement leur production d’énergie en peu de temps.
Melanie Balbach, auteure correspondante et professeure adjointe au département de biochimie et de biologie moléculaire de l’université d’État du Michigan, explique : « Le métabolisme des spermatozoïdes est très spécialisé. Il est presque entièrement axé sur un seul objectif : produire suffisamment d’énergie pour permettre la fécondation. »
Elle souligne que de nombreuses cellules passent rapidement d’un état de faible énergie à un état de forte énergie selon les conditions, ce qui fait des spermatozoïdes un modèle idéal pour étudier cette reprogrammation métabolique.
Suivre l’utilisation du glucose par les spermatozoïdes
Pour déterminer l’origine de cette poussée d’énergie, l’équipe a mis au point une méthode permettant de suivre la façon dont les spermatozoïdes utilisent le glucose, une importante molécule énergétique.
Les spermatozoïdes absorbent le glucose présent dans leur environnement et le transforment en énergie utilisable grâce à une série de réactions métaboliques. En marquant les molécules de glucose et en suivant leurs voies métaboliques dans les cellules, les chercheurs ont établi une cartographie détaillée de la production d’énergie des spermatozoïdes.
Balbach compare ce procédé au suivi de l’itinéraire d’une voiture : « C’est comme peindre le toit d’une voiture en rose vif, puis utiliser un drone pour la suivre dans la circulation. »
Elle précise que, dans les spermatozoïdes actifs, les chercheurs ont observé que le « carburant marqué » circulait beaucoup plus rapidement dans les voies métaboliques et suivait des itinéraires précis pour achever sa conversion en énergie.
L’aldolase, enzyme clé, déclenche la libération d’énergie
L’étude montre qu’une enzyme appelée aldolase joue un rôle essentiel dans le métabolisme énergétique des spermatozoïdes. Elle contribue à décomposer le glucose en molécules servant à produire l’énergie nécessaire à leur déplacement rapide.
Lorsqu’ils deviennent actifs, les spermatozoïdes puisent aussi dans leurs réserves d’énergie. D’autres enzymes agissent comme des « agents de circulation » : elles régulent le passage du carburant dans les différentes voies métaboliques et influencent l’efficacité de la production énergétique.
Grâce notamment aux ressources du Mass Spectrometry and Metabolomics Core de l’université d’État du Michigan, l’équipe a finalement cartographié le processus métabolique à plusieurs étapes et à forte intensité énergétique dont les spermatozoïdes ont besoin pour la fécondation.
Une nouvelle approche de la contraception masculine non hormonale
Selon les chercheurs, cette découverte a plusieurs implications pour la médecine de la reproduction.
Environ une personne sur six dans le monde est confrontée à l’infertilité. L’étude du métabolisme énergétique des spermatozoïdes pourrait contribuer à mettre au point de nouveaux outils diagnostiques et à améliorer l’assistance médicale à la procréation.
Cette découverte pourrait également ouvrir une nouvelle voie pour le développement de la contraception masculine.
Balbach souligne qu’une grande partie des recherches antérieures sur la contraception masculine visait à supprimer la production de spermatozoïdes. Cette approche présente souvent des limites, notamment l’absence d’un effet contraceptif immédiat, et de nombreuses méthodes reposent sur une intervention hormonale susceptible de provoquer d’importants effets indésirables.
À l’inverse, l’inhibition du métabolisme énergétique des spermatozoïdes pourrait réduire temporairement leur fonction sans affecter leur production.
Elle explique : « Si nous pouvons cibler sans danger les enzymes clés qui régulent le métabolisme des spermatozoïdes, il pourrait être possible de mettre au point un contraceptif non hormonal qui inhibe temporairement leur fonction lorsque cela est nécessaire. »
Élargir les choix reproductifs des hommes
Les chercheurs pensent que, si de futures études permettent d’appliquer ce mécanisme aux spermatozoïdes humains, cette stratégie pourrait offrir aux hommes davantage d’options pour maîtriser leur fertilité.
Balbach indique qu’environ la moitié des grossesses dans le monde ne sont actuellement pas planifiées, d’où l’importance d’élargir les options de contraception masculine.
Elle ajoute : « Cela pourrait non seulement donner aux hommes davantage de pouvoir dans les décisions reproductives, mais aussi réduire les effets indésirables de la contraception, aujourd’hui principalement supportés par les femmes et souvent liés aux hormones. »
L’équipe prévoit de poursuivre ses recherches sur la manière dont les spermatozoïdes utilisent différentes sources d’énergie, comme le glucose et le fructose, pour répondre à leurs besoins énergétiques, et de valider davantage ces mécanismes sur des spermatozoïdes humains.
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