Chez l'homme, les spermatozoïdes sont produits tout au long de la vie dans les testicules à partir des cellules souches germinales (CSG), qui ont la capacité de s'auto-renouveler.
Chez les patients traités par radiothérapie ou chimiothérapie (plus particulièrement chez les enfants atteints de cancer), un des effets secondaires majeurs altérant la qualité de vie après guérison est la l'altération du stock de CSG et les problèmes d'infertilité qui en découlent.
Des solutions thérapeutiques telles que la transplantation de CSG provenant de biopsies testiculaires réalisées avant les traitements anticancéreux sont actuellement étudiées. Des travaux récents de transplantation testiculaire de CSG dans des modèles précliniques ont permis de restaurer une spermatogénèse permettant la fécondation in vitro d'ovocytes, à partir de spermatozoïdes issus des CSG transplantées. Ces résultats encourageants ouvrent la voie à la transplantation des CSG comme solution curative pour des personnes atteintes d'infertilité.
Cependant, l'identité du pool de CSG humaines et les mécanismes moléculaires gouvernant leur auto-renouvellement restent peu connus.
Dans ce contexte, une équipe du CEA-Jacob, en collaboration avec l'Hôpital Cochin (APHP) et l'Institut Cochin, a caractérisé une sous-population cellulaire aux premiers stades de la spermatogenèse (spermatogonies indifférenciées primitives), hautement enrichie en CSG.
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 différentiation 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 CSG. Parmi les régulateurs identifiés, les chercheurs ont montré l'implication du facteur de transcription HES1 dans le maintien in vitro des CSG murines.
L'ensemble de ces données 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 CSG aiderait à mieux contrôler les conditions de culture de ces cellules pour une application thérapeutique pour le traitement de l'infertilité masculine.