Dommages de l’ADN dans les ovocytes humains

Dans les modèles animaux, en particulier chez la vache et la souris, la reprise du processus de la méiose et la progression à un état de maturité peuvent être réalisées in vitro très efficacement par des ovocytes cultivés avec des taux de maturation dépassant 80-90 %, après avoir étaient entièrement collectées à partir des follicules de Graaf.

Cependant, dans notre espèce seulement 50-60% des ovocytes immatures atteignent le stade de la maturité in vitro. Ce taux plus faible de la maturation ovocytaire de l’espèce humaine pourrait être dû à de mauvaises conditions du système de maturation in vitro (MIV). Ceci pourrait aussi être dû au fait que certains des ovocytes immatures sont intrinsèquement incapable de soutenir la reprise de la méiose et par exemple, la progression de l’activation des points de contrôle qui régulent le cycle cellulaire. L’échec de la méiose ovocytaire a des implications cliniques importantes, non seulement pour les traitements de procréation médicale assistée dans lesquelles, les ovocytes sont maturés in vitro, mais aussi pour les cycles de FIV conventionnelle stimulés, dans lesquels jusqu’à 30% de tous les ovocytes récupérés ne mûrissent pas in vivo, malgré une exposition complète aux gonadotrophines.

Dans une étude récente (1), Biogenesi (Italie) a exploré la possibilité que les ovocytes immatures humains pouvant être affectés par les dommages de l’ADN, ou l’incapacité de déclencher une action de réparation, et qu’elle soit associée à l’incapacité de déclencher le processus de la méiose.

Les dommages de l’ADN sont une anomalie très commune auxquelles les cellules sont exposées au cours de leur vie après une exposition aux agents mutagènes, ou à la suite de pathologies ou du vieillissement. Les ovocytes de mammifères sont particulièrement exposés aux dommages de l’ADN. En fait, au moment de la formation des follicules primordiaux, la rupture de la double hélice de l’ADN – cassures double brin CDB (DSBs) – a une conséquence physiologique dans le contexte de la recombinaison méiotique, en permettant l’échange de portions d’ADN entre chromosomes homologues.

De plus, les dommages de l’ADN peuvent potentiellement s’accumuler durant la longue période de dormance des ovocytes (qui peut durer plus de 40 ans dans l’espèce humaine) avant leur reprise et la maturation.

Pour tester l’hypothèse ci-dessus, l’étude a évalué la présence de sites de CDB et la possibilité d’une réaction de réparation en détectant respectivement les deux marqueurs yH2AX et Rad51 par microscopie focale immunofluorescence choisie comme technique d’investigation. yH2AX est un effecteur qui modifie et rend accessible le site de la lésion, et agit également en tant que catalyseur pour le recrutement des facteurs de réparation d’ADN nécessaires. Rad51 est le composant enzymatique principal du mécanisme qui assure la recombinaison des homologues et la réparation sans erreur de CDB.

Dans l’étude menée par l’équipe de Biogenesi, un ou plusieurs sites d’ADN CDB ont été observés dans presque la moitié (47%) des ovocytes immatures récupérés lors de cycles de FIV. Les ovocytes obtenus de la même façon, qui ont été incapables de reprendre le processus de la méiose in vitro, l’ADN CDB était beaucoup plus présent (81%). Dans les mêmes groupes d’ovocytes, l’apparition d’une réponse de réparation d’ADN, comme suggéré par la positivité au Rad51, a été observée avec des taux (respectivement de 42,1% et de 74,1%,) reflétant la présence des lésions de l’ADN.

Ces résultats sont cohérents avec l’hypothèse que la présence de dommages de l’ADN déclenche un arrêt du processus de la méiose pour permettre l’expression d’une réponse en temps opportun de la réparation. Bien que significative en soi, la présente étude ne concernait que des ovocytes immatures. Dans les études futures, il sera important d’établir si les ovocytes matures sont également affectés par les dommages de l’ADN. En fait, la présence éventuelle de l’ADN endommagé dans des ovocytes matures aurait des implications potentiellement importantes. Une étude récente réalisée sur un modèle de souris indique que les dommages de l’ADN ne peuvent pas être détecté ou réparé pendant la maturation des ovocytes et peut donc être transmise à l’embryon.

L’étude élargie les données antérieures sur la présence de DNA DSBs et l’existence d’un signal de réponse de réparation d’ADN des ovocytes immatures humains entièrement cultivés (21). Il suggère également pour la première fois que les dommages de l’ADN peuvent être une cause de l’arrêt de la méiose. Cela ouvre de nouvelles pistes de recherche sur l’intégrité génétique comme un nouveau biomarqueur de la qualité des ovocytes.

1) Coticchio G, Dal Canto M, Guglielmo M-C, Albertini DF, Renzini MM, Merola M, Lain M, Sottocornola M, De Ponti E, Fadini R. Double-strand DNA breaks and repair response in human immature oocytes and their relevance to meiotic resumption. J Assist Reprod Genet. In press http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26238391

Dr. Giovanni Coticchio
Coordinateur Scientifique de Biogenesi