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Tout au long du développement, de la vie et du processus de vieillissement, toutes les cellules humaines accumulent des mutations, donnant lieu à ce que l’on appelle le mosaïcisme, une condition dans laquelle différentes cellules d’une même personne ont des séquences d’ADN ou un patrimoine génétique différents.

Le mosaïcisme

Le mosaïcisme est présent chez tous les humains, mais il passe généralement inaperçu. Toutefois, si les cellules anormales commencent à être plus nombreuses que les cellules normales, des maladies peuvent apparaître. Lorsque le mosaïcisme se produit dans les spermatozoïdes ou les ovules humains, des mutations peuvent affecter à la fois l’homme ou la femme porteur d’une mutation et les générations suivantes.

Dans une étude publiée le 12 août 2021 dans Cell , des chercheurs décrivent une nouvelle méthode pour observer et compter ces mutations, et utiliser ces données pour prédire l’impact probable de ces mutations sur les futurs enfants. Ils indiquent notamment qu’un homme sur 15 est susceptible d’être porteur de mutations dans son sperme, qui pourraient avoir un effet négatif sur sa descendance.

Des recherches antérieures ont suggéré que les hommes âgés présentent un risque plus élevé de certaines maladies chez leurs enfants, comme les troubles du spectre autistique (TSA) et certaines formes de malformations congénitales. Dans cette dernière étude, les chercheurs ont comparé le sperme d’hommes âgés à celui d’hommes plus jeunes afin de déterminer les éventuelles différences de mutations.

Ils ont constaté que les mutations détectables ne différaient pas en nombre, ce qui suggère que ces mutations créent un risque stable de maladie dans la descendance. Ces résultats indiquent également que les mutations associées à l’âge semblent plus susceptibles de se produire dans les spermatozoïdes individuels, qui se trouvent en dessous des niveaux de détection actuels.

Les chercheurs ont séquencé les spermatozoïdes de plusieurs échantillons des centaines de fois sur l’ensemble de leur génome afin de trouver des mutations ne se présentant que dans un petit pourcentage de cellules, en utilisant des outils d’apprentissage automatique.

Un homme présente en moyenne 30 mutations

« Nous avons constaté que chaque éjaculat d’un homme présente en moyenne 30 mutations », a déclaré le co-premier auteur Xiaoxu Yang, chercheur postdoctoral dans le laboratoire de Gleeson. « La quasi-totalité d’entre elles ont été trouvées lors d’un échantillonnage en série sur une période de six à douze mois, alors que la plupart des mutations étaient totalement absentes d’un échantillon de salive ou de sang. » Ces données, a déclaré Yang, indiquent que les mutations sont limitées aux spermatozoïdes, et valident également leur méthode de détection.

« Étonnamment », a déclaré le coauteur Martin Breuss, docteur en médecine, dans le laboratoire de Gleeson, « la comparaison entre les hommes âgés et les jeunes hommes a montré peu de différences dans les mutations, ce qui nous indique que ces mutations sont probablement apparues lorsque le père était un embryon, où les mutations pouvaient rester indétectées jusqu’à ce que l’homme ait des enfants ».

Breuss a déclaré que cela signifie également que les spermatozoïdes sont bien protégés dans une niche de cellules souches, qui fait un bon travail pour maintenir les populations de cellules souches et leur contribution relative à chaque éjaculat.

Elles provoquent plusieurs maladies

« Nous pensons que ces mutations représentent un fardeau considérable pour la santé humaine », a déclaré M. Gleeson. « Elles sont potentiellement à l’origine de 15 % des cas de TSA, des cardiopathies congénitales et des maladies pédiatriques graves. Mais nous avons bon espoir qu’en identifiant les hommes à risque, les futurs cas de  ces maladies pourront être prévenus. »

Selon les auteurs, les recherches futures se concentreront sur l’identification des causes des mutations survenant chez les hommes plus âgés, et sur les expositions environnementales qui pourraient expliquer les augmentations observées des mutations. L’équipe recrute des familles dont l’enfant est atteint d’une maladie due à une nouvelle mutation et dont le père peut donner un échantillon de sperme afin de rechercher des traces de mutation.

Prévenir les maladies chez les enfants

Les chercheurs travaillent également avec des cliniques d’infertilité pour évaluer si ces mutations en mosaïque sont transmises aux embryons, dans le but de prévenir à terme la maladie chez les enfants.

Cette recherche a été publiée dans Cell.

Source : University of California – San Diego
Crédit photo : StockPhotoSecrets

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