Depuis que les chercheurs de l’INRA ont rendu le modèle d’étude des cellules de Sertoli disponible pour les scientifiques, plus de trente accords de transfert ont déjà été signés avec des équipes européennes, américaines, australiennes... Pourquoi cet intérêt croissant de la part de la communauté scientifique internationale? Parce que les cellules de Sertoli jouent un rôle majeur dans la fertilité mâle. Des études ont montré que le nombre de spermatozoïdes émis, chez toutes les espèces étudiées, est directement proportionnel au nombre de cellules de Sertoli. Ces cellules, situées dans la paroi des tubes séminifères, synthétisent et sécrètent des nutriments utiles à la multiplication et à la maturation des spermatozoïdes. Pour étudier précisément les gènes impliqués dans ces mécanismes, le modèle de souris mis au point permet d’inhiber spécifiquement les gènes exprimés dans ces cellules et d’en observer les effets. C’est ainsi que les chercheurs de l’INRA ont montré le rôle du récepteur de la testostérone dans la formation des spermatozoïdes et l’importance d’un facteur de transcription (appelé WT1) dans la formation du testicule. Ils étudient actuellement les gènes qui codent pour les récepteurs des hormones thyroïdiennes et pour la transferrine, une protéine de transport du fer.
Inhiber un gène dans un type cellulaire donné
La difficulté provient de ce que toutes les cellules d’un même organisme possèdent les mêmes gènes. La majorité d’entre eux, surtout ceux qui sont impliqués dans les fonctions de base de la cellule telles que division, synthèse protéique, mécanismes de régulation, sont exprimés dans la plupart des types cellulaires. Si l’on inhibe l’expression d’un de ces gènes de façon non spécifique, les effets retentissent sur l’organisme entier sans que l’on puisse distinguer la participation d’un organe particulier. Toute la difficulté consiste donc à inhiber l’expression du gène uniquement dans les cellules que l’on veut étudier. C’est ce système que les chercheurs de l’INRA ont mis au point en utilisant des « ciseaux », qui coupent le gène uniquement dans les cellules de Sertoli.
Les études fines de la fonction reproductrice pourront être utiles dans différents domaines
Une baisse de la fertilité observée dans de nombreux pays industrialisés semble corrélée à la présence de polluants dans notre environnement. Connaître les mécanismes de la reproduction pourrait contribuer à comprendre le mode d’action de ces polluants et à identifier plus finement les facteurs de risques pour ajuster les méthodes de prévention.
En génétique animale, ces travaux devraient également trouver des applications en permettant une meilleure maîtrise de la production des semences des bovins, porcins et ovins.
La lignée de souris est mise à la disposition de la communauté scientifique internationale à l’European mouse mutant archive (EMMA) basée à Munich : www.emmanet.org
Schéma de la méthode sur l’exemple du gène du récepteur de la testostérone
On crée deux types de souris : d’une part des souris présentant de courtes séquences de nucléotides dénommées lox P qui encadrent le gène à invalider et d’autre part des souris qui expriment une protéine, la recombinase cre, qui reconnaît les sites loxP et provoque l’excision du gène compris entre ces sites, telle une paire de ciseaux. Dans le modèle créé à l’INRA, ces dernières souris expriment la « paire de ciseaux » (la recombinase cre) spécifiquement dans les cellules de Sertoli. Ainsi, lorsque l’on croise les deux types de souris, leurs descendants présentent une invalidation du gène étudié uniquement dans les cellules de Sertoli.
Références :
Lecureuil C, Fontaine I, Crepieux P, Guillou F. 2002
Sertoli and granulosa cell-specific Cre recombinase activity in transgenic mice.
Genesis. 33:114-8.
De Gendt K, Swinnen JV, Saunders PT, Schoonjans L, Dewerchin M, Devos A, Tan K, Atanassova N, Claessens F, Lecureuil C, Heyns W, Carmeliet P, Guillou F, Sharpe RM, Verhoeven G.2004
A Sertoli cell-selective knockout of the androgen receptor causes spermatogenic arrest in meiosis.
Proc Natl Acad Sci USA. 101:1327-1332.
Gao F, Maiti S, Alam N, Zhang Z, Min Den J, Behringer RR, Lécureuil C, Guillou F, Huff V. 2006
Wt1 is Required for Sox9 Expression and Maintenance of Tubular Architecture in the Developing Testes.
Proc Natl Acad Sci USA. 103:11987-11992
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