Pendant des années, les scientifiques ont cherché à créer un ovaire artificiel humain, rétablissant la fertilité des patientes sans autres options. La première carte cellulaire d’un ovaire humain, récemment développée à l’Université du Michigan à Ann Arbor, représente un grand pas en avant dans cette quête.
“Vous ne pouvez pas construire quelque chose si vous n’avez pas le plan”, a déclaré l’ingénieur biomédical Ariella Shikanov, PhD, professeur agrégé à l’Université du Michigan, qui a contribué à créer ce qu’elle et ses collègues appellent un atlas de l’ovaire. “En créant une carte ou un atlas, nous pouvons désormais suivre ce que la nature a créé et concevoir les éléments constitutifs d’un ovaire – et construire une structure semblable à la nature.”
Jusqu’à présent, le concept d’ovaire artificiel n’a réussi que chez la souris, avec le développement d’un Ovaire prothétique imprimé en 3D qui a permis à des souris stérilisées d’avoir des petits. Les chercheurs espèrent que technologie des ovaires humains artificiels pourrait un jour aider les femmes stériles après un traitement contre le cancer, ainsi que les patientes qui ne répondent pas aux traitements de fertilité et celles souffrant d’insuffisance ovarienne prématurée.
Mais Shikanov pense que ces recherches iront encore plus loin, en fournissant une ressource précieuse aux scientifiques qui étudient les maladies et autres affections liées à l’ovaire.
“Chaque fois que les gens pensent à l’ovaire, s’ils y pensent, ils pensent généralement à la fertilité”, a déclaré Shikanov. L’ovaire est bien plus encore.
En plus de produire et de transporter les ovules non fécondés d’une femme au cours de sa vie, l’ovaire est également responsable de la fonction endocrinienne – la production d’œstrogènes et de progestérone qui, en plus de soutenir la santé reproductive, aident à maintenir la santé cardiovasculaire, osseuse et mentale de la femme.
“Nous ne comprenons pas encore vraiment tout ce qui se passe dans l’ovaire”, a déclaré Shikanov. “Mais nous savons que c’est un organe important.”
Cartographie de l’ovaire
Parce que les gens ne font généralement pas don de leurs ovaires, il n’y en a pas beaucoup disponibles pour la recherche, en particulier chez les jeunes femmes en âge de procréer, a déclaré Shikanov. Les scientifiques ont donc décidé de créer une ressource. Ils ont décrit leur travail dans Avancées scientifiques.
Pour créer leur atlas, les chercheurs ont étudié deux ovaires de donneuses préménopausées, profilant 18 000 gènes dans 257 régions. À partir de trois ovaires de donneurs supplémentaires, ils ont également généré des données de séquençage d’ARN unicellulaire pour 21 198 cellules.
“Nous avons identifié quatre principaux types de cellules et quatre sous-types de cellules immunitaires dans l’ovaire”, a déclaré Shikanov. Le prélèvement d’échantillons dans différentes zones de l’ovaire a révélé des activités génétiques distinctes pour les ovocytes, les cellules de la thèque et les cellules de la granulosa, élargissant ainsi la compréhension des scientifiques sur les programmes moléculaires à l’origine du développement des follicules ovariens.
Ce qui est unique dans leur travail, c’est l’accent mis sur l’analyse unicellulaire et spatiale, a déclaré le co-auteur de l’étude, Jun Z. Li, président associé du département de médecine computationnelle et de bioinformatique de l’Université du Michigan. Plus précisément, ils ont utilisé une méthode relativement nouvelle appelée transcriptomique spatiale, qui leur permet de voir quels gènes sont activés et où.
“Nous construisons la disposition spatiale des cellules dans l’ovaire”, a déclaré Li. “Cette analyse spatiale revient à dire : ‘Laissez-moi regarder où vous êtes et qui est votre voisin.'”
Leurs découvertes s’appuient sur d’autres recherches génétiques et cellulaires dans le domaine, a noté Li. Les ingénieurs biomédicaux d’autres domaines de la médecine appliquent des technologies similaires à d’autres organes, notamment le cœur, le sein et les os, dans le cadre d’un projet plus vaste appelé Atlas des cellules humaines.
Faire progresser la recherche sur la santé des femmes
Historiquement, la recherche sur la santé des femmes a été sous-financée et sous-représentée, mais les auteurs estiment que leur atlas de l’ovaire constitue un pas en avant significatif.
“Il y a beaucoup de questions biologiques auxquelles nous ne connaissons pas les réponses concernant l’ovaire”, a déclaré Shikanov.
L’un des plus grands mystères est de savoir pourquoi tant d’œufs ne deviennent jamais fécondables. Chaque femme humaine naît avec environ un à deux millions de follicules ovariens. Chaque follicule porte un œuf immature. Vers la puberté, les deux tiers de ces follicules meurent. Et la plupart de ceux qui restent ne se transforment jamais en œufs fécondables.
“La majorité de ces follicules se développent et sécrètent des hormones ou subissent une atrésie”, a déclaré Shikanov. “Une question que nous voulions comprendre est la suivante : qu’est-ce qui détermine un ovule qui peut grandir, ovuler et devenir un ovule fécondable et potentiellement se développer en un nouvel être humain à partir d’un autre qui ne le fait pas ?”
Une autre grande question que se posent les chercheurs est la suivante : que se passe-t-il avec les autres types de cellules de l’ovaire – les cellules de soutien qui produisent les hormones endocriniennes ? Où se trouvent-ils et quelles protéines et quels ARN fabriquent-ils ? Leurs recherches commencent à résoudre certaines de ces questions et jettent les bases d’études futures.
“Nous voulions analyser les signatures transcriptionnelles de régions spécifiques, puis effectuer une analyse bioinformatique et vraiment combiner structure, fonction et signatures transcriptionnelles”, a déclaré Shikanov.
Connaître les signatures transcriptionnelles peut aider les chercheurs à comprendre les mécanismes de la maladie, puis à développer des traitements pour ces maladies.
Winifred Mak, MD, PhD, endocrinologue de la reproduction et spécialiste de l’infertilité à la Dell Medical School de l’Université du Texas à Austin, étudie la préservation de la fertilité par le cancer. “Pour moi, il est intéressant de voir qu’il y a tellement de groupes différents de cellules dans l’ovaire qui ont été identifiés par cette étude dont nous n’étions pas nécessairement conscients auparavant”, a déclaré Mak, qui n’est pas impliqué dans la nouvelle recherche. “En outre, l’identification de nouveaux gènes non étudiés auparavant dans l’ovaire humain.”
Et après
Des dizaines de scientifiques qui étudient la santé reproductive contactent déjà les chercheurs au sujet de leurs travaux, a déclaré Shikanov.
“Nous sommes contactés presque tous les jours par des chercheurs du monde entier qui nous demandent des ensembles de données ou des détails sur cet article”, a-t-elle déclaré, “des personnes qui étudient le cancer de l’ovaire, par exemple”.
Mak a déclaré qu’avoir une carte d’un ovaire normal pourrait également aider les chercheurs qui étudient l’insuffisance ovarienne prématurée – pourquoi l’ovaire entre parfois en ménopause prématurée – et le syndrome des ovaires polykystiques.
Un autre grand domaine d’intérêt en recherche est le vieillissement ovarien. “Les femmes vivent beaucoup plus longtemps maintenant, mais nous atteignons toujours la ménopause à 50 ans”, a déclaré Shikanov. “Des efforts sont donc déployés pour comprendre le vieillissement ovarien et peut-être pour l’empêcher de prolonger la longévité ovarienne.”
Mak a déclaré que cela permettra aux scientifiques de “regarder les femmes à différents âges et de voir quels gènes changent au cours de la vie reproductive”.
L’atlas pourrait également éventuellement conduire à des traitements qui aident à restaurer la fertilité chez les personnes qui ont eu et ont été traitées pour un cancer dans leur enfance, les personnes qui subissent une transition sexuelle et celles dont les organes reproducteurs ont été touchés par un traumatisme lors de conflits ou d’accidents, a déclaré Li.
Les applications sont nombreuses et passionnantes, a déclaré Shikanov. “Notre atlas est comme une référence. Désormais, les chercheurs peuvent collecter les ovaires d’individus atteints de ces maladies et affections et essayer de comparer ce qui est différent.”
2024-05-16 08:35:50
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