Des souris stériles produisent du sperme de rat

“Notre étude montre que nous pouvons utiliser des animaux stériles comme hôtes pour la génération de cellules germinales d’autres espèces animales”, déclare l’auteur principal Ori Bar-Nur, biologiste des cellules souches à l’ETH Zurich. “Outre une avancée conceptuelle, cette notion peut être utilisée pour produire des gamètes d’espèces animales en voie de disparition à l’intérieur d’animaux plus répandus. D’autres implications peuvent impliquer une méthode améliorée pour produire des modèles transgéniques de rats pour la recherche biomédicale.”

Les cellules souches pluripotentes (CSP) constituent un outil puissant pour la recherche biomédicale, mais la génération de gamètes sous forme d’ovules ou de spermatozoïdes à partir de CSP est une entreprise très difficile. Dans des études antérieures, les chercheurs ont utilisé une technique appelée complémentation de blastocystes pour générer des organes de rat chez des souris à l’aide de CSP et d’embryons de souris mutés qui ne peuvent pas produire d’organes spécifiques. S’appuyant sur ces travaux, Bar-Nur et ses collaborateurs se sont demandé s’il serait possible de générer du sperme de rat à l’intérieur de souris porteuses d’une mutation génétique qui les rendrait autrement stériles.

Pour tester cette idée, les chercheurs ont injecté des PSC de rat dans des embryons de souris pour produire des chimères souris-rat. Un gène essentiel à la production de sperme a été muté dans les blastocystes de souris. Les cellules souches de rat se sont développées avec les cellules de souris, générant ainsi un animal chimérique composé de génotypes des deux espèces. À la suite de la mutation génétique induisant la stérilité, une niche vide s’est développée à l’intérieur des testicules, ce qui a permis aux cellules de rat de les coloniser et de générer exclusivement du sperme de rat dans des chimères souris-rat. Les spermatozoïdes pouvaient fertiliser les ovules de rat, mais les embryons ne se développaient pas normalement et ne donnaient pas naissance à une progéniture vivante.

“Nous avons été surpris par la simplicité relative avec laquelle nous pouvions mélanger les deux espèces pour produire des chimères souris-rat viables. Ces animaux, dans l’ensemble, semblaient en bonne santé et se développaient normalement, bien qu’ils portaient à la fois des cellules de souris et de rat dans un animal chimérique”, dit Bar-Nur. “La deuxième surprise était qu’en effet tous les spermatozoïdes à l’intérieur des chimères étaient d’origine de rat. En tant que tel, l’environnement de l’hôte de la souris, qui était stérile en raison d’une mutation génétique, était toujours capable de soutenir une production efficace de spermatozoïdes à partir d’une espèce animale différente. .”

Bien que les chercheurs aient pu générer des spermatozoïdes de rat qui semblaient morphologiquement impossibles à distinguer des spermatozoïdes de rat normaux, ces cellules étaient immobiles et les taux de fécondation des œufs de rat étaient significativement plus faibles par rapport aux spermatozoïdes de rat produits chez les rats. Néanmoins, le travail fournit une preuve de principe que l’on peut générer des spermatozoïdes d’une espèce animale dans une autre en mélangeant les deux espèces dans un organisme généré artificiellement appelé chimère. L’utilisation de souris stériles pour les PSC de rats génétiquement modifiés peut accélérer la production de rats transgéniques pour modéliser des maladies humaines dans la recherche biomédicale.

À l’avenir, les chercheurs essaieront de produire des animaux vivants à partir de spermatozoïdes de rat qui ont été produits dans des chimères souris-rat. “Nous devrons améliorer la technique et démontrer que le sperme de rat produit chez la souris peut donner naissance à des rats adultes lors de la fécondation des œufs de rat”, a déclaré Bar-Nur.

Un plan plus lointain consiste à adapter cette technique pour la production de gamètes à partir d’espèces de rongeurs menacées afin de soutenir les efforts de conservation des espèces animales. “Par exemple, dans la mesure où nous pouvons nous procurer des cellules souches d’un rongeur en voie de disparition, qui pourrait à un moment donné disparaître, nous pourrons peut-être utiliser la même méthode pour produire ses cellules germinales via la production de chimères avec des souris”, a déclaré Bar- dit Nour. « Cependant, il est important de noter que plusieurs obstacles scientifiques devront être surmontés pour adapter cette technique à d’autres espèces animales. surtout si nous envisageons d’utiliser cette technologie pour les efforts de conservation des espèces.”

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Matériel fourni par Presse cellulaire. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.