Obstacles biologiques à la reproduction des mammifères du même sexe surmontés

Une étude montre pour la première fois une progéniture de souris en bonne santé née de parents de même sexe – dans ce cas de mères.

L' explication biologique de la nécessité pour les mammifères d'avoir deux individus de sexes opposés pour se reproduire intrigue les chercheurs depuis longtemps. Les scientifiques tentent de comprendre ce qui empêche réellement deux mères ou deux pères d'avoir une descendance. D'autres organismes, comme les reptiles, les poissons et les amphibiens, se reproduisent sans partenaire. Les animaux présentent trois modes de reproduction (asexuée, unisexuée et sexuée), mais les mammifères, y compris les humains, ne peuvent se reproduire sexuellement qu'avec deux parents de sexes opposés.

Malgré une compréhension approfondie de la fécondation et les progrès de la médecine ces dernières décennies, il était jusqu'à présent impensable de concevoir un petit mammifère issu de deux parents de même sexe. On sait que le développement nécessite du matériel génétique ( ADN ) des deux parents (mâle et femelle), car l'ADN maternel et l'ADN paternel sont en compétition pour être transmis à l'embryon. Il existe un mécanisme d'empreinte génomique : certains gènes maternels ou paternels sont imprimés (marqués selon leur origine) et désactivés à différentes phases du développement embryonnaire. Cette barrière doit être franchie. Différents gènes sont imprimés dans le matériel génétique maternel et paternel ; ainsi, un petit mammifère a besoin de matériel génétique des deux sexes pour que tous les gènes nécessaires soient activés. Les deux matériels génétiques sont donc essentiels, car un petit qui ne reçoit de matériel génétique ni de son père ni de sa mère présentera des anomalies de développement et risque de ne pas survivre à la naissance. C'est pourquoi il est impossible d'avoir des parents de même sexe.

Progéniture de deux femelles

Dans une étude publiée dans Cell Stem Cell , des scientifiques de l'Académie chinoise des sciences ont, pour la première fois, obtenu 29 souriceaux vivants et en bonne santé issus de parents de même sexe, en l'occurrence deux mères biologiques. Ces souriceaux sont devenus adultes et ont pu se reproduire à leur tour. Les scientifiques ont réalisé cette prouesse grâce à l'utilisation de cellules souches et à la manipulation/édition ciblée de gènes, ce qui suggère que certaines barrières peuvent être surmontées. Pour créer ces souris bi-maternelles (issues de deux mères), ils ont utilisé des cellules appelées cellules souches embryonnaires haploïdes (CSE), ne contenant que la moitié du nombre de chromosomes et l'ADN d'un seul parent (ici, une souris femelle). Ces cellules, similaires aux précurseurs des ovules et des spermatozoïdes, sont considérées comme la principale raison de cette avancée majeure. Les chercheurs ont supprimé trois régions d'empreinte génétique de ces CSE haploïdes contenant l'ADN maternel, puis ces cellules ont été injectées dans des ovules prélevés chez une autre souris femelle, produisant ainsi 210 embryons qui ont donné naissance à 29 souriceaux vivants.

Les scientifiques ont également essayé de fabriquer des souris bi-paternelles (souris avec deux pères), mais l'utilisation d'un ADN mâle était plus difficile car elle impliquait de modifier les ESC haploïdes contenant l'ADN des parents mâles et nécessitait la suppression de sept régions d'empreinte génétique. Ces cellules ont été injectées avec le sperme d'une autre souris mâle dans un ovule femelle dont le noyau contenant le matériel génétique femelle a été retiré. Les embryons créés n'avaient plus que l'ADN du mâle et ont été transférés le long du matériel placentaire à des mères porteuses qui les ont menés à terme. Cependant, cela n'a pas bien fonctionné pour les 12 souris nées à terme (2.5% du total) nées de deux pères, car elles n'ont survécu que 48 heures.

Il s'agit d'une étude cruciale où les barrières biologiques de la reproduction des mammifères du même sexe semblent avoir été surmontées après l'analyse des facteurs génétiques qui empêchent la reproduction du même sexe. Les obstacles génétiques révélés sont quelques-unes des régions d'ADN les plus importantes qui entravent le développement des souris avec des parents du même sexe. Difficile bien sûr, il s'agit de la première étude à produire une progéniture de souris en bonne santé avec des parents du même sexe qui sont comparables à des souris ordinaires.

Cela peut-il être fait chez l'homme?

Les experts disent qu'une manipulation génétique aussi étendue n'est peut-être pas réalisable chez la plupart des mammifères, en particulier les humains. Premièrement, l'identification des gènes qui devront être manipulés est délicate car les «gènes imprimés» sont uniques à chaque espèce. Il existe un risque élevé d'anomalies graves et de nombreux problèmes de sécurité sont impliqués. C'est un long chemin chargé d'invraisemblance qu'une telle chose puisse être reproduite chez l'homme. Et les obstacles technologiques mis à part, c'est un débat permanent sur les questions éthiques et pratiques impliquées dans la procédure. Néanmoins, cette étude est une étape intéressante et peut être utilisée pour renforcer notre compréhension de la fécondation et du développement embryonnaire. Cela pourrait aider à mieux comprendre l'infertilité et l'origine des maladies congénitales. L'étude peut également être largement utilisée dans la recherche animale, par exemple, le clonage à l'avenir.

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Sources)

Zhi-Kun L et al. 2018. Génération de souris bimaternelles et bipaternelles à partir de cellules souches embryonnaires haploïdes hypométhylées présentant des délétions de régions d'empreinte. Cell Stem Cell . https://doi.org/10.1016/j.stem.2018.09.004

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