Il s'agit du premier atlas de l'ovaire humain avec une telle résolution permettant de « voir » jusqu'au niveau cellulaire. Et les scientifiques qui l’ont créé considèrent qu’il s’agit d’un pas en avant important vers l’atteinte un jour de l’objectif de créer en laboratoire des ovaires artificiels qui pourraient éventuellement être transplantés. L'entreprise porte la signature d'un groupe de bio-ingénieurs de l'Université du Michigan. Le nouvel « atlas » offre des informations qui pourraient conduire, par exemple, à identifier des stratégies permettant de restaurer la production d'hormones ovariennes et la capacité d'avoir des enfants.
Potentiellement, expliquent les experts, grâce aux informations accessibles dans ce « catalogue » ultra-détaillé, les chercheurs pourraient créer des ovaires artificiels en laboratoire à partir de tissus conservés et congelés avant exposition à des traitements médicaux toxiques tels que la chimiothérapie et la radiothérapie. Actuellement, les chirurgiens peuvent implanter du tissu ovarien préalablement congelé pour restaurer temporairement la production d’hormones et d’ovules. Cependant, cela ne fonctionne pas longtemps car peu de follicules – les structures qui produisent les hormones et transportent les œufs – survivent à la réimplantation. L'atlas révèle les facteurs qui permettent à un follicule de mûrir et explique pourquoi la plupart se fanent sans libérer d'hormones ni d'ovule.
Grâce à de nouveaux outils capables d’identifier les gènes exprimés au niveau cellulaire dans un tissu, l’équipe a pu identifier les follicules ovariens qui portent les précurseurs immatures des ovules, c’est-à-dire les ovocytes. « Maintenant que nous savons quels gènes sont exprimés dans les ovocytes – explique Ariella Shikanov, professeur agrégé de génie biomédical à l'Université du Michigan et auteur correspondant de la nouvelle étude publiée dans 'Science Advances' – nous pouvons tester si l'influence de ces gènes peut conduire à la création d’un follicule fonctionnel, qui pourrait être utilisé pour créer un ovaire artificiel en vue d’une éventuelle transplantation. »
La plupart des follicules, appelés follicules primordiaux, restent dormants et se trouvent dans la couche externe de l'ovaire, appelée cortex, illustrent les auteurs. Une petite partie de ceux-ci s’active périodiquement et migre vers l’ovaire, dans une région connue sous le nom de pool de croissance. Et seuls quelques-uns de ces follicules en croissance produisent des ovules matures qui sont libérés dans les trompes de Fallope. En guidant le développement des follicules et en régulant l’environnement ovarien, l’équipe estime que le tissu ovarien modifié pourrait fonctionner beaucoup plus longtemps que le tissu implanté non modifié. Cela signifie que les patientes auraient une fenêtre de fertilité plus longue et une période plus longue pendant laquelle leur corps produirait des hormones qui aident à réguler le cycle menstruel et à soutenir la santé musculaire, squelettique, sexuelle et cardiovasculaire.
« Nous ne parlons pas du recours à une mère porteuse ou à une insémination artificielle », souligne Jun Z. Li, département de médecine informatique et de bioinformatique de l'Université du Michigan et co-auteur correspondant de l'étude. « La magie sur laquelle nous travaillons est de pouvoir amener une cellule immature à maturité, mais sans savoir quelles molécules pilotent ce processus, nous sommes aveugles. » L’équipe a utilisé une technologie relativement nouvelle, appelée transcriptomique spatiale, pour suivre toute l’activité génétique et l’endroit où elle se produit dans les échantillons de tissus. Cela se fait en lisant les brins d’ARN, qui sont comme des notes tirées du brin d’ADN, et révèlent quels gènes sont lus. Ensuite, les chercheurs ont réalisé le séquençage de l’ARN des ovaires de 5 donneuses humaines.
« C'était la première fois que nous pouvions pointer la lentille vers les follicules et les ovules ovariens et effectuer une analyse qui nous permet de voir quels gènes sont actifs », ajoute Shikanov. « La plupart des follicules ovariens, déjà présents à la naissance, n'entrent jamais dans le bassin de croissance et finissent par s'autodétruire. Ces nouvelles données nous permettent de commencer à comprendre ce qui fait un bon ovule, ce qui détermine quel follicule va croître, ovuler, être fécondé et devenir un enfant. » Les travaux de l'université américaine s'inscrivent dans le cadre du projet « Human Cell Atlas », qui vise à créer « des cartes de toutes les différentes cellules, de leurs caractéristiques moléculaires et de leur emplacement, pour comprendre comment fonctionne le corps humain et ce qui ne va pas si de maladie ». Shikanov, Li et leurs collègues cartographient d'autres parties du système reproducteur féminin, notamment l'utérus, les trompes de Fallope et les ovaires. La recherche en question a été partiellement financée par l’Initiative Chan Zuckerberg. Un soutien financier supplémentaire a été fourni par les National Institutes of Health.
