Des chercheurs ont identifié un mécanisme moléculaire qui permet aux spermatozoïdes d’accumuler rapidement l’énergie nécessaire à la fécondation, une découverte qui pourrait ouvrir la voie à de nouveaux traitements contre l’infertilité et à des méthodes de contraception masculine non hormonales.
L’étude, menée par une équipe de l’Université d’État du Michigan, révèle que les spermatozoïdes modifient radicalement leur métabolisme lorsqu’ils s’apprêtent à féconder un ovule. Avant l’éjaculation, ils se trouvent dans un état de faible énergie, mais une fois dans l’appareil reproducteur féminin, ils doivent rapidement mobiliser des ressources pour nager efficacement et interagir avec l’ovule.
« Le métabolisme des spermatozoïdes est unique car il est entièrement dédié à la production d’énergie pour un seul objectif : la fécondation », explique Melanie Balbach, professeure adjointe au Département de biochimie et de biologie moléculaire et auteure principale de l’étude.
Les scientifiques ont développé une méthode pour suivre le traitement du glucose – un sucre que les spermatozoïdes absorbent de leur environnement – afin de comprendre comment ils génèrent cette énergie supplémentaire. En cartographiant le parcours chimique du glucose à l’intérieur des cellules, ils ont observé des différences significatives entre les spermatozoïdes inactifs et ceux qui avaient été activés.
« Imaginez que nous peignions le toit d’une voiture en rose vif, puis que nous suivions cette voiture dans la circulation à l’aide d’un drone », illustre Balbach. « Dans le sperme activé, nous avons vu cette voiture peinte se déplacer beaucoup plus rapidement, en empruntant un itinéraire distinct, et nous avons même pu identifier les endroits où elle avait tendance à ralentir. »
L’étude a mis en évidence le rôle crucial d’une enzyme appelée aldolase dans la conversion du glucose en énergie utilisable. Les chercheurs ont également constaté que les spermatozoïdes puisent dans leurs propres réserves d’énergie internes. Certaines enzymes agissent comme des régulateurs, influençant l’efficacité de la production d’énergie.
Les travaux de Balbach s’appuient sur des recherches antérieures qui ont montré que le blocage d’une enzyme spécifique du sperme pouvait induire une infertilité temporaire chez la souris, suggérant la possibilité d’une contraception masculine non hormonale.
L’infertilité touche environ une personne sur six dans le monde. Balbach estime que cette nouvelle compréhension du métabolisme des spermatozoïdes pourrait conduire à des outils de diagnostic plus précis et à des technologies de procréation assistée améliorées. Elle souligne également le potentiel de développer de nouvelles stratégies contraceptives, en particulier des approches non hormonales.
« Mieux comprendre le métabolisme du glucose lors de l’activation des spermatozoïdes est une première étape importante », précise-t-elle. « Nous cherchons maintenant à déterminer si nos résultats peuvent être transposés à d’autres espèces, comme le sperme humain. Il serait intéressant d’explorer si l’une de nos enzymes de « contrôle du trafic » pourrait être ciblée en toute sécurité comme contraceptif non hormonal, masculin ou féminin. »
La plupart des recherches actuelles sur la contraception masculine visent à arrêter la production de spermatozoïdes, une approche qui présente des inconvénients et ne permet pas un contrôle immédiat et à la demande. Cibler le métabolisme des spermatozoïdes pourrait offrir une alternative, permettant de désactiver temporairement leur fonction sans effets secondaires importants.
« À l’heure actuelle, environ 50 % des grossesses ne sont pas planifiées, ce qui donnerait aux hommes des options et une plus grande liberté en matière de fertilité », conclut Balbach. « Cela créerait également une liberté pour les femmes qui utilisent des méthodes contraceptives hormonales, souvent associées à des effets secondaires. Je suis impatiente de voir ce que nous pourrons découvrir d’autre et comment nous pourrons appliquer ces découvertes. »
Cette recherche a été publiée dans les Proceedings of the National Academy of Sciences et soutenue par l’Institut national de la santé infantile et du développement humain.