Chez l'homme, les spermatozoïdes sont produits tout au long de la vie dans les testicules à partir des cellules souches germinales (CSGs), au cours du processus de spermatogenèse. Les CSGs ont la capacité de s'auto-renouveler pour maintenir le stock de cellules souches et d'entrer en différenciation.
Chez les patients traités par radiothérapie et/ou chimiothérapie (plus particulièrement chez les enfants atteints de cancer), un des effets secondaires majeurs altérant la qualité de vie après guérison est l'atteinte du stock de CSGs et les problèmes d'infertilité qui en découlent.
Des solutions thérapeutiques telles que la transplantation de CSGs provenant de biopsies testiculaires réalisées avant les traitements anticancéreux sont actuellement étudiées. Des travaux récents de transplantation testiculaire de CSGs dans des modèles précliniques ont permis de restaurer une spermatogénèse permettant la fécondation in vitro d'ovocytes à partir de spermatozoïdes issus des CSGs transplantées. Ces résultats encourageants ouvrent la voie à la transplantation des CSGs comme solution curative pour des personnes atteintes d'infertilité.
Cependant, l'identité du pool de CSGs humaines et les mécanismes moléculaires gouvernant leur auto-renouvellement restent peu connus.
C'est dans ce contexte que l'équipe de P. Fouchet (LCSG/UMR SGCSR/iRCM) en collaboration avec V. Barraud-Lange du service de Biologie de la Reproduction de l'Hôpital Cochin (APHP) et de l'Institut Cochin (équipe D. Vaiman) a caractérisé une sous-population de spermatogonies indifférenciées primitives (premiers stades cellulaires de la spermatogenèse) hautement enrichie en CSGs.
Les chercheurs ont identifié de nouveaux marqueurs phénotypiques permettant de purifier par cytométrie en flux cette sous-population cellulaire ainsi que cinq autres sous-populations de cellules germinales humaines pré-méiotiques, méiotiques et post-méiotiques, obtenant ainsi un panel de cellules à différents stades de différenciation de la spermatogenèse. Les profils d'expression ont été réalisés par une analyse transcriptomique ayant permis de définir un ensemble de gènes et de facteurs de transcription régulateurs préférentiellement exprimé dans ces populations, dont les CSGs. Parmi les régulateurs identifiés, les chercheurs ont montré l'implication du facteur de transcription HES1 dans le maintien in vitro des CSGs murines.
L'ensemble de ces données, publié dans Stem Cell reports, constitue une avancée importante dans la compréhension des mécanismes moléculaires régulant la physiologie et la différenciation des cellules souches germinales humaines. Décrypter les voies de régulation de l'auto-renouvellement et de la prolifération des CSGs aiderait à mieux contrôler les conditions de culture de ces cellules pour une application thérapeutique pour le traitement de l'infertilité masculine.