video: The spindle is labelled in green, and the chromosomes are labelled in red. Researchers at the University of Montreal Hospital Research Center (CRCHUM) have discovered a possible new explanation for female infertility. Age-related female infertility is explained by a defect in the choreography of chromosome sharing during cell division in eggs before they are fertilized. view more
Credit: Video images: Greg FitzHarris laboratory, CRCHUM
L'infertilité féminine liée à l'âge expliquée par un défaut dans la chorégraphie du partage des chromosomes dans les ovules lors de la division cellulaire. Montréal, le 3 avril 2017 - Des chercheurs du Centre de recherche du Centre hospitalier de l'Université de Montréal (CRCHUM) ont découvert une nouvelle explication à l'infertilité féminine. Grâce à des techniques de microscopie avancées, ils ont observé pour la première fois un défaut particulier dans les ovules (ovocytes) de souris. Ce défaut se retrouverait également dans les ovules de femmes plus âgées. Lors de la division cellulaire, la chorégraphie dérape et entraîne des erreurs dans le partage des chromosomes. Ces observations inédites sont publiées aujourd'hui dans Current Biology.
« Nous avons découvert que les microtubules qui orchestrent la séparation des chromosomes lors de la division cellulaire sont anormaux dans les ovules plus âgés. Au lieu de former une structure qui se déploie de façon contrôlée et parfaitement symétrique, appelée le fuseau, les microtubules vont dans toutes les directions. Cette dynamique d'alignement altérée contribue aux erreurs de ségrégation des chromosomes et représente une nouvelle explication à l'infertilité féminine liée à l'âge », résume Greg FitzHarris, chercheur au CRCHUM et professeur à l'Université de Montréal.
Les femmes - et femelles mammifères - naissent avec un nombre déterminé d'ovules qui restent en dormance dans les ovaires jusqu'à l'expulsion d'un seul ovule à chaque cycle menstruel. Mais vers l'âge de 35 ans chez la femme, la fertilité diminue de façon importante.
« Une cause principale de l'infertilité féminine est un défaut dans les ovules, qui fait en sorte qu'ils ont un nombre anormal de chromosomes. Ces ovules dits aneuploïdes sont de plus en plus fréquents au fur et à mesure que la femme vieillit. C'est une raison majeure pour laquelle les femmes éprouvent de la difficulté à tomber enceinte et à mener une grossesse à terme. On sait aussi que ces ovules défectueux augmentent les risques de fausse couche et peuvent provoquer la maladie de Down chez un enfant à terme », explique Greg FitzHarris.
Les scientifiques pensent que les ovules sont plus susceptibles d'être aneuploïdes avec l'âge parce que la « colle » qui maintient les chromosomes ensemble fonctionne mal dans les ovules âgés. C'est l'hypothèse de la « perte de cohésion chromosomique ».
« Notre article ne contredit pas cette idée, mais montre qu'il existe aussi un autre problème : des défauts dans les microtubules qui causent des fuseaux défectueux et contribuent également à un type particulier d'aneuploïdie », affirme le professeur FitzHarris.
Les microtubules sont de minuscules éléments cylindriques qui s'organisent ensemble pour former un fuseau. Cette machine biologique complexe rassemble et trie les chromosomes au moment de la division cellulaire et les expédie aux deux extrémités des cellules filles dans un processus appelé ségrégation chromosomique.
« Chez la souris, environ 50% des ovules de femelles plus âgées présentent un fuseau ayant une architecture et une dynamique de microtubules chaotiques », dit Greg FitzHarris.
Les chercheurs ont mené une série de micromanipulations sur des ovules de souris âgées de 6 à 12 semaines (jeunes) et de 60 semaines (âgés). « Nous avons échangé les noyaux d'ovules jeunes avec des ovules âgés, et nous avons observé des problèmes dans les vieux ovules contenant un noyau jeune », explique Shoma Nakagawa, postdoctorant au CRCHUM et à l'Université de Montréal. « Cela démontre que l'âge maternel influence l'alignement des microtubules indépendamment de l'âge des chromosomes contenus dans le noyau de chaque ovule. »
L'équipe de Greg FitzHarris constate que les défauts du fuseau sont aussi un problème chez l'humain. En somme, c'est la machinerie cellulaire qui fonctionne moins bien en vieillissant, peu importe l'âge des chromosomes.
Cette découverte pourrait mener un jour à de nouveaux traitements de fertilité pour aider les femmes à tomber enceintes et mener une grossesse à terme. « Nous testons actuellement des techniques de micro-intervention, directement dans les ovules, qui permettraient d'inverser ce problème pour rajeunir les ovules », explique Greg FitzHarris.
Il faudra encore plusieurs années de recherche avant d'en arriver là. Mais comprendre la chorégraphie réglée au quart de tour qui se joue à l'intérieur de chaque ovule lors de la division cellulaire nous permettra d'en réparer les faux pas, pour s'assurer que les ovules sont fertiles.
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À propos de cette étude
L'article «Instrinsically defective microtubule dynamics contribute to age-related chromosome segregation errors in mouse oocyte meiosis-I » a été publié le 3 avril 2017 dans Current Biology. Cette recherche a été financée par les Instituts de recherche en santé du Canada (MOP142334), la Fondation Jean-Louis Lévesque et la Fondation canadienne pour l'innovation (FCI32711). Greg FitzHarris est chercheur au CRCHUM et professeur au département d'obstétrique-gynécologie de l'Université de Montréal. Shoma Nakagawa est postdoctorant au CRCHUM et à l'Université de Montréal. DOI: 10.1016/j.cub.2017.02.025. Après publication, l'étude sera disponible ici: http://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(17)30162-8
Images non-montées disponibles sur demande.
Source : Centre de recherche du Centre hospitalier de l'Université de Montréal (CRCHUM)
Renseignements :
Isabelle Girard
Conseillère en information
CRCHUM
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Journal
Current Biology