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Troubles de la fertilité : un régulateur situé dans le cerveau

L’infertilité touche plusieurs millions de couples dans le monde ; en Europe, les experts prédisent qu’elle doublera ces dix prochaines années. Un nouvel acteur dans le contrôle de la fertilité vient d’être identifié, sa défaillance provoquant immanquablement un retard pubertaire ou une hypofertilité chez l’animal. C’est la conclusion à laquelle sont arrivés Vincent Prévot chercheur à l’Inserm et ses collaborateurs de l’Unité 837 « Centre de recherche Jean Pierre Aubert(Inserm / Université Lille 2 Droit et Santé) ». En effet, il s’avère qu’une hormone, la prostanglandine E2, libérée par les cellules gliales (1) dans l’environnement des neurones est indispensable pour déclencher toute la cascade conduisant à l’activation des fonctions de reproduction. Ces travaux publiés le 5 septembre 2011 dans le journal PNAS sont peut-être un premier pas dans le traitement des troubles de la fertilité d’origine centrale (aménorrhée d’origine hypothalamique, retard pubertaire, puberté précoce).

La fonction de reproduction est déterminée par des événements qui prennent place dans le cerveau. Au moment de la puberté, l’activation d’une poignée de neurones très spécialisés (les neurones à GnRH), localisés dans l’hypothalamus, conduit à une sécrétion pulsatile de gonadolibérine ou GnRH (Gonadotropin Releasing Hormone).

La sécrétion de GnRH stimule la synthèse et la libération d’hormone lutéinisante (LH) et d’hormone folliculostimulante (FSH). Ces hormones sont alors libérées dans la circulation générale pour promouvoir la croissance des organes sexuels secondaires au moment de la puberté. Elles fonctionnent ensuite tout au long de la vie pour assurer la fonction reproductive.

Depuis quelques années, les chercheurs pensaient que les neurones à GnRH recevaient des informations émanant de neurones situés dans leur environnement proche pour fonctionner. L’activation de ces neurones voisins constituerait l’élément déclencheur de l’augmentation de la sécrétion de GnRH nécessaire à la survenue de la puberté et de la fertilité.
Vincent Prévot, chercheur à l’Inserm et ses collaborateurs viennent de prouver que la libération d’une hormone (la prostaglandine E2 ou PGE2) par les cellules gliales est indispensable à l’activité électrique des neurones à GnRH. Ainsi l’activation de ces derniers dépendrait non seulement de l’activité électrique d’autres neurones mais aussi d’une hormone présente dans l’environnement glial des neurones.

Un dialogue nécessaire entre cellules gliales et neurones

La PGE2 située dans les cellules gliales (astrocytes) a un puissant effet excitateur sur l’activité électrique des neurones à GnRH étudiés par les chercheurs. A contrario, cette activité électrique est interrompue par l’inhibition de la synthèse de PGE2. Chez un animal avec un retard pubertaire dont les astrocytes sécrètent moins de PGE2, les neurones à GnRH n’ont pas d’activité électrique mesurable. L’ajout de PGE2 dans le milieu rétablit l’activité électrique du neurone et les fonctions de reproduction. Un nouvel acteur dans le contrôle de la fertilité vient donc d’être identifié, sa défaillance provoquant immanquablement retard pubertaire ou hypofertilité. Pour Vincent Prévot, « l’identification de cette hormone, en plus de dévoiler un rôle primordial pour les cellules gliales dans le contrôle d’une grande fonction biologique chez les mammifères ouvre de nouvelles pistes thérapeutiques pour le traitement des troubles de la fertilité ».

Note 
(1) Les cellules gliales sont dix fois plus nombreuses que les neurones. Elles comblent les espaces situés entre eux, sont au contact des vaisseaux sanguins ou encore forment la gaine de myéline de certains neurones. On sait maintenant qu’elles jouent un rôle clé dans la genèse, la propagation et le traitement de l’information nerveuse.

1ère autotransfusion de globules rouges créés à partir de cellules souches

Pour la première fois chez l’Homme, des chercheurs de l’Unité mixte de recherche 938 Inserm-UPMC et de l’AP-HP, en collaboration avec l’unité d’Ingénierie et de Thérapie Cellulaire de l’EFS, ont réussi à injecter à un donneur humain des globules rouges cultivés (GRc) créés à partir de ses propres cellules souches hématopoïétiques humaines (CSH). Dans un contexte où les besoins en sang ne cessent de croître et où le nombre de donneurs diminue, les résultats de cette étude menée par Luc Douay dans l’unité mixte de recherche Inserm-UPMC, représentent l’espoir qu’un jour les patients ayant besoin d’une transfusion sanguine deviennent leurs propres donneurs.

Les résultats sont publiés aujourd’hui dans Blood, le journal de l’American Society of Hematology (ASH, association américaine d’hématologie)

Globules rouges

© Inserm, Claude Féo – Sang normal humain (hématies)

En utilisant les CSH (cellules souches qui fabriquent tous les types de cellules sanguines) d’un donneur humain, les chercheurs de l’Unité mixte de recherche 938 (Inserm – UPMC) et de l’Hôpital Saint Antoine (AP-HP) ont réussi à produire en laboratoire des milliards de GRc, avec l’aide de facteurs de croissance spécifiques qui régulent la prolifération et la maturation des CSH en globules rouges. Les chercheurs, qui tentaient de prouver que les GRc sont capables d’atteindre la maturation complète dans l’organisme, ont ensuite injecté ces cellules à quatre modèles de souris. Ils ont pu confirmer que les cellules suivaient effectivement la totalité du processus de maturation.

L’équipe de recherche a ensuite répété l’expérience sur un donneur volontaire : en lui réinjectant des GR cultivés à partir de ses propres cellules souches, ils ont évalué leur survie chez l’Homme. Au bout de cinq jours, le taux de survie des GRc dans la circulation sanguine du donneur était compris entre 94 et 100 % et, au bout de 26 jours, entre 41 et 63 % ; ce taux est comparable à la demi-vie moyenne de 28 jours des globules rouges natifs normaux. Ces résultats démontrent que la durée de vie et le taux de survie des cellules cultivées sont similaires à ceux des globules rouges « classiques », ce qui étaye leur validité en tant que source possible de transfusion.

« Bien que les recherches déjà menées aient montré qu’il est possible de transformer les CSH en globules rouges matures, cette étude est la première à démontrer que ces cellules peuvent survivre dans le corps humain, une percée majeure pour la médecine transfusionnelle. Nous avons cruellement besoin de nouvelles sources de produits sanguins pouvant être transfusés, en particulier pour faire face à la pénurie de donneurs de sang et pour réduire le risque d’infection lié aux nouveaux virus émergeants, associé à la transfusion classique. » souligne Luc Douay, principal auteur de l’étude, directeur de l’équipe de recherche « Prolifération et différenciation des cellules souches » (Inserm – UPMC) à l’Hôpital Saint Antoine.

« Bien que la production à grande échelle de ces cellules nécessite des progrès technologiques supplémentaires dans le domaine de l’ingénierie cellulaire, nous sommes convaincus que les GRc pourraient constituer une réserve illimitée de cellules sanguines et une alternative aux produits de transfusion classiques », conclut-il.

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