Restauration de la fertilité : maturation in vitro du tissu testiculaire prépubère et analyse de la méthylation de l’ADN des gamètes et des embryons

Chaque année, environ 2550 nouveaux cas de cancers pédiatriques sont diagnostiqués. Afin de préserver la fertilité, la congélation de tissu testiculaire est proposée aux garçons et adolescents avant des traitements à haut risque gonadotoxique. La maturation in vitro du tissu testiculaire décongelé est l’une des approches potentielles pour restaurer la fertilité après la guérison. Cette procédure permettrait de produire in vitro des spermatozoïdes utilisables en assistance médicale à la procréation. Elle représente une alternative pour les patients ne pouvant pas bénéficier d’une autogreffe de tissu testiculaire, notamment en cas de contamination par des cellules cancéreuses (environ 30 % des patients atteints de leucémie aiguë).

Notre équipe a développé un protocole de congélation de tissu testiculaire prépubère chez la souris, actuellement utilisé en pratique médicale au niveau national et international. Elle a également été la deuxième au niveau international à produire in vitro des spermatozoïdes à partir du tissu testiculaire de souris prépubère. Cependant, le protocole de culture actuel ne peut être transposé en clinique en raison d’un rendement encore insuffisant en spermatozoïdes.

Nos travaux récents ont mis en évidence une altération de la stéroïdogenèse et de la signalisation IGF1 dans les tissus cultivés, pouvant expliquer en partie cette faible efficacité. Afin d’identifier plus finement les voies de signalisation dérégulées, une analyse multiomique en cellule unique a été réalisée au sein du laboratoire. Ces données ont permis pour la première fois de comparer la spermatogenèse in vitro et in vivo au niveau moléculaire et à l’échelle de la cellule unique, ouvrant de nouvelles pistes pour optimiser les conditions de culture organotypique. L’impact de différentes supplémentations est actuellement en cours d’évaluation. Par ailleurs, notre équipe est la seule à avoir évalué la qualité nucléaire des spermatozoïdes de souris produits in vitro. Toutefois, leur intégrité épigénétique, ainsi que celle des embryons issus de leur utilisation, n’a jamais été explorée. Or, des altérations de la méthylation de l’ADN spermatique peuvent affecter le développement embryonnaire et la santé de la descendance. L’analyse du méthylome des spermatozoïdes générés in vitro apparaît donc indispensable.

Les objectifs de ce projet de thèse, qui s’inscrit dans la continuité de ces travaux, seront :

- de poursuivre l’optimisation du protocole de culture organotypique en tirant parti des données scRNAseq afin d’augmenter le rendement de spermatozoïdes produits in vitro

- d’analyser le méthylome des spermatozoïdes produits in vitro et des embryons obtenus après microinjection ovocytaire

Ce projet permettra de progresser dans l’optimisation du système de culture organotypique, d’étudier pour la première fois le méthylome de spermatozoïdes murins générés in vitro, et d’évaluer le risque de transmission transgénérationnelle d’anomalies de méthylation de l’ADN. Ces travaux sont indispensables avant d’envisager une application clinique de cette procédure.