Les scientifiques lèvent le voile sur la fusion des gamètes mâles et femelles
Les chercheurs en Suède ont percé les mystères de la fusion de l'ovule et du spermatozoïde au commencement de la fécondation, décrivant avec succès la structure 3D (tridimensionnelle) du récepteur de l'ovule. Les résultats, publiés dans la revue Cell, contribuent à élargir notre compréhension sur l'infertilité et pourraient mener au développement de nouveaux moyens de contraception. La recherche a partiellement été financée par le projet ZP DOMAIN STRUCTURE («Structure determination of the zona pellucida domain by X-ray crystalloghy»), soutenu à hauteur de 40 000 euros dans le cadre d'une subvention de ressources humaines et mobilité de l'action Marie Curie du sixième programme-cadre (6e PC) de l'UE. Pendant des siècles, la fusion entre les gamètes, plus spécifiquement, entre un ovocyte (ou ovule) et un spermatozoïde pour donner un nouvel organisme, a toujours constitué un sujet de fascination. Les scientifiques ont compris qu'au cours du processus, le spermatozoïde se lie aux protéines de la membrane extérieure de l'ovule appelée la zone pellucide (ZP) chez les mammifères et l'enveloppe vitelline (EV) chez les espèces non mammifères. Jusqu'à présent, les détails moléculaires de ce processus biologique fondamental étaient obscurs, mais grâce à cette dernière étude, ce ne sera plus le cas. Dirigés par Luca Jovine du Karolinska Institutet en Suède, travaillant en collaboration avec le professeur Tsukasa Matsuda de l'université de Nagoya au Japon et le Dr David Flot de l'ESRF (Installation Européenne de Rayonnement Synchrotron) en France, les chercheurs ont découvert que la structure 3D de la molécule réceptrice qui se lie au spermatozoïde, appelée ZP3. Les informations structurelles détaillées, basées sur les données rassemblées par l'ESRF, ont permis aux chercheurs de commencer leur exploration à un niveau moléculaire de l'interaction de l'ovule avec le spermatozoïde au cours de la fécondation. «Trente ans après l'identification de ZP3, ces travaux nous apportent des informations structurelles sur la région protéique de l'ovocyte, qui est directement reconnu par le spermatozoïde lors de la fécondation», expliquent les auteurs de l'étude. «Associée aux études sur la mutation et la liaison in vitro, la structure renseigne sur les nombreux aspects de la biologie de ZP3, de la sécrétion et la polymérisation à l'interaction avec le spermatozoïde.» L'étude indique quelles parties du récepteur sont en contact direct avec le spermatozoïde et permet de comprendre comment le récepteur du spermatozoïde s'assemble et est secrété par l'ovule. «Les résultats offrent une remarquable vision de la fécondation du point du vue de l'ovocyte», explique le Dr Jovine. «Mais ce n'est qu'un des deux points de vue de l'histoire. La prochaine étape sera d'étudier les molécules correspondantes au spermatozoïde qui lui permettent de s'attacher à l'ovule.» Les résultats ont d'importantes implications dans la médecine reproductive humaine, car ils expliquent comment les mutations au niveau du gène du récepteur du spermatozoïde peuvent constituer une cause d'infertilité. Les études antérieures ont déjà montré que les anticorps contre les protéines ZP peuvent être utilisés comme «des outils importants pour inhiber la fécondation d'animaux domestiques et sauvages, dont les primates». Tout progrès dans ce domaine serait évidemment bénéfique si l'on tient compte qu'un couple sur sept dans le monde entier connaît des problèmes de fertilité. La recherche pourrait mener à la conception de moyens de contraception non hormonaux qui ciblent principalement l'interaction entre l'ovule et le spermatozoïde, explique l'équipe de recherche. Ces médicaments seraient une alternative attrayante à la pilule contraceptive traditionnelle qui a été développée il y a 60 ans, et aurait moins d'effets secondaires. Certaines femmes qui prennent la pilule se plaignent de changements d'humeur et de nausées, et sont plus susceptibles de développer des caillots sanguins et de souffrir d'hypertension. Les chercheurs ont souligné qu'«aucune nouvelle méthode de contraception n'a été introduite ces 50 dernières années pour ralentir la croissance démographique mondiale.»
Pays
France, Japon, Suède