Les scientifiques développent une méthode de séparation des spermatozoïdes pour la sélection du sexe

La recherche, publiée dans PLOS Biologie, a découvert que le traitement chimique simple et réversible pouvait modifier de manière spectaculaire le ratio 50:50 des descendants mâles et femelles, rendant ainsi possible la sélection du sexe. L'étude a été réalisée sur des souris mais est probablement largement applicable à d'autres mammifères également.

La plupart des cellules des mammifères mâles contiennent à la fois un chromosome X et un chromosome Y. Cependant, lors du développement des spermatozoïdes, les chromosomes X et Y sont séparés dans des cellules différentes de sorte qu'une cellule de spermatozoïde portera l'un ou l'autre. Les spermatozoïdes portant un chromosome X produiront des filles et ceux portant un chromosome Y se développeront en fils.

Les chercheurs ont pu distinguer entre les deux types de spermatozoïdes grâce à la différence d'expression génique. Le chromosome Y porte peu de gènes tandis que le chromosome X en porte beaucoup. Ils ont découvert que près de 500 gènes ne sont actifs que dans les spermatozoïdes porteurs de X, y compris une paire de récepteurs appelés récepteurs de type Toll 7 et 8 (TLR7/8) qui ont été utilisés dans l'expérience.

Les chercheurs ont traité le sperme de souris avec un produit chimique qui se liait aux récepteurs et ralentissait le mouvement des spermatozoïdes, sans affecter leur capacité à fertiliser. La procédure a été entièrement inversée en retirant le produit chimique.

Utilisation fécondation in vitro (FIV) avec les nageurs les plus rapides (les spermatozoïdes du chromosome Y) ont donné des portées de souris composées à 90% de mâles. Utiliser les nageurs plus lents (ceux portant le chromosome X) a donné des portées composées à 81% de femelles.

Jusqu'à présent, aucun marqueur spécifique aux spermatozoïdes X ou Y n'a été trouvé, selon le Dr James Turner, chef du laboratoire de biologie des chromosomes sexuels à l'Institut Francis Crick.

"La découverte d'une protéine qui marque uniquement les spermatozoïdes X est vraiment surprenante, donc la priorité absolue sera de reproduire cette découverte, et de comprendre pourquoi cette protéine constitue l'exception à la règle."

Comparé à d'autres procédures de sélection du sexe, cette méthode est bien moins coûteuse, plus simple et moins risquée. Elle pourrait grandement simplifier le processus de sélection du sexe pour la FIV ou l'insémination artificielle. La sélection du sexe chez les humains est illégale au Royaume-Uni.

Co-auteur de la recherche à l'Université d'Hiroshima, Japon, Masayuki Shimada, a reconnu que, malgré son utilité en agriculture, la sélection du sexe est un sujet encore largement débattu et contesté chez les humains. "L'expression différentielle des gènes récepteurs par les deux chromosomes sexuels fournit la base d'une méthode nouvelle et potentiellement très utile pour séparer les spermatozoïdes X et Y et nous avons déjà réussi à produire sélectivement des mâles ou des femelles chez les bovins et les porcs par cette méthode," a-t-il expliqué. "Néanmoins, l'utilisation de cette méthode dans la technologie de reproduction humaine est spéculative pour le moment, et implique des questions éthiques importantes non affectées par l'utilité de cette nouvelle technique."

"Cet article est très intéressant car il met en évidence les différences physiologiques inhérentes entre les spermatozoïdes porteurs des chromosomes X et Y en laboratoire," a déclaré le professeur Allan Pacey, professeur d'andrologie à l'Université de Sheffield.

"Cependant, à ce jour, les expériences n'ont été réalisées que sur le sperme de souris de laboratoire et nous ne savons pas si cet effet serait observé sur le sperme d'autres animaux, tels que le bétail (où produire plus de femelles est important pour les troupeaux laitiers) ou chez les humains où les futurs parents pourraient désirer un enfant d'un sexe spécifique (bien que cela soit actuellement illégal au Royaume-Uni). Cependant, les données suggèrent que les spermatozoïdes sont des cellules bien plus complexes que nous ne l'avions précédemment réalisé et que nous avons encore beaucoup à apprendre à leur sujet."

Cette étude a été publiée dans PLOS Biology.