L'apoptose dans le sperme éjaculé : une piste pour le développement de nouveaux marqueurs potentiels de l'infertilité masculine ?

par Carole Marchetti

Thèse de doctorat en Biologie de la reproduction et du développement

Sous la direction de Pierre Formstecher.

Soutenue en 2006

à Lille 2 .

mots clés

• Apoptose
• Apoptose
• Stérilité masculine
• Infertilité masculine
• Mitochondries
• Spermatozoïdes
• Spermatozoïdes

Résumé

Récemment, il a été émis l'hypothèse que la mort cellulaire des spermatozoïdes par apoptose puisse représenter une cause d'infertilité masculine et par conséquent, que les événements apoptotiques présents dans les spermes éjaculés seraient potentiellement de nouveaux marqueurs diagnostiques de l'infertilité masculine utilisables pour orienter les choix des techniques d'assistance médicale à la procréation. L'objectif de ce travail a été de tester cette hypothèse sur des échantillons de spermes provenant de patients infertiles enrôlés dans des protocoles de fécondation in vitro (FIV). Pour se faire, dans un premier temps, l'analyse en cytométrie de flux des stigmates apoptotiques classiques de cellules somatiques (chute du potentiel de membrane mitochondriale (dpm), génération de substances réactives de l'oxygène, fragmentation de l'ADN et perte de viabilité) a été réalisée en parallèle de l'analyse conventionnelle du spermogramme. Nous avons ainsi observé que parmi ces marqueurs apoptotiques, la détermination du dpm représentait le test le plus sensible pour évaluer la qualité des spermes de patients infertiles puisque le pourcentage de spermatozoïdes à dpm élevé était fortement corrélé à la mobilité fléchante et aux taux de fécondation après FIV. Nous avons ensuite pu démontrer que la détection par cytométrie en flux des caspases actives -des enzymes impliquées dans l'apoptose des cellules somatiques- dans les spermes éjaculés est également le reflet de la qualité des spermatozoïdes. Pleinement convaincus de l'utilité de la détection des marqueurs apoptotiques dans les spermes de patients infertiles, notre attention s'est ensuite focalisée sur la mise en place de conditions optimales pour détecter de manière fiable les variations du dpm au laboratoire de biologie de la reproduction. Nos résultats indiquent que plusieurs fluorochromes sont utilisables de manière identique pour détecter avec précision les variations du dpm dans les spermatozoïdes en cytométrie de flux, leur choix dépendant de leurs caractéristiques spectrales afin de les utiliser pour des marquages multiparamétriques. Encouragés par ces résultats, nous avons souhaité caractériser les capacités fécondantes des spermatozoïdes en fonction de leur dpm. En utilisant le tri cellulaire par cytométrie, nous avons montré que les spermatozoïdes viables à dpm élevé représentaient une sous population de spermatozoïdes de haute qualité aux capacités élevées de fécondation, puisqu'ils avaient une morphologie normale, une mobilité importante et étaient capables de subir la réaction acrosomique induite par le calcium ionophore. Enfin, nous avons étudié l'influence du pourcentage de spermatozoïdes ayant des mitochondries fonctionnelles, sur le succès des FIV. Nous avons ainsi observé que lorsque l'éjaculat présente moins de 64 % des spermatozoïdes avec un dpm élevé, aucune grossesse n'est observée après FIV. En conclusion, notre travail démontre l'intérêt de développer l'évaluation des marqueurs apoptotiques au laboratoire de biologie de la reproduction et en particulier, la détermination du dpm dans les spermes éjaculés fournit une information précise capable d'identifier les patients à au risque d'échec de FIV.

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