Facteurs de risque d’infertilité masculine : comment l'environnement-il est capable de modifier le génome ?

  • Lamothe L et al.
  • Annales d’Endocrinologie
  • 3 sept. 2018

  • Par Agnès Lara
  • Résumé d’articles
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À retenir

La qualité du sperme semble se dégrader depuis une quarantaine d’années et l’étiologie des infertilités masculines, vraisemblablement multifactorielle, reste indéterminée dans un grand nombre de cas. Des mécanismes épigénétiques (méthylation de l’ADN, modification des histones) sont impliqués dans la qualité du sperme et peuvent être modifiés sous l’effet de l’environnement. Et cette empreinte génétique peut être transmise aux générations suivantes.

Pourquoi est-ce important ?

Les données de la littérature indiquent une dégradation de la qualité du sperme depuis les années 1980. Les normes de cette qualité définies par l’OMS à partir d’éjaculats de milliers d’hommes du monde entier indiquent qu’entre 1999 et 2010, les valeurs normales des concentrations en spermatozoïdes sont passées de 20 millions/mL à 15 M/mL. La mobilité des spermatozoïdes et le volume de sperme ont également été diminués. Les causes d’infertilité masculine sont multifactorielles et restent indéterminées dans 30 à 40% des cas. Mais selon les publications récentes, les facteurs environnementaux comme l’épigénétique, l’obésité et le mode de vie, pourraient influer sur la fertilité des hommes, et peut-être même refléter leur état de santé.

Le rôle de l’épigénétique

Parmi les différents facteurs d’environnement susceptibles d’impacter la fertilité, les variations épigénétiques joueraient un rôle prépondérant. Il s’agit de modifications du génome sans altération de sa séquence, comme la méthylation de l’ADN par exemple transmissible à la génération suivante et qui empêche la transcription des séquences concernées. La transmission d’une empreinte épigénétique parentale pourrait ainsi altérer la totipotence des cellules germinales et la fertilité masculine. Par exemple, une hypométhylation du gène H19, un gène à empreinte paternelle qui code pour un ARN non codant impliqué dans la croissance cellulaire, a été associée à une altération de la spermatogenèse. Ou encore, une hyperméthylation du gène MEST soumis à empreinte maternelle, a également été associée à une oligospermie.

Mais les phénomènes épigénétiques ne se limitent pas à la méthylation de l’ADN. La modification des histones est un autre mécanisme qui rentre en compte dans la spermatogenèse. Rappelons que ces protéines forment la chromatine et modulent l’expression des gènes en compactant plus ou moins l’ADN. L’hyperacétylation de l’histone H4 est ainsi diminuée chez les sujets oligo- et azoospermiques. Un taux anormalement élevé d’histone H3 est également associé à une altération du sperme.

Toutes ces anomalies peuvent être transmises à la génération suivante.

D’une génération à l’autre

Deux études récentes, parues dans de prestigieuses revues scientifiques, ont apporté la preuve que l’environnement est capable de modifier l’épigénome sur plusieurs générations. La première parue dans Cell, réalisée sur la mouche du vinaigre (Drosophile) en 2014 a montré qu’une alimentation hyperglycémique paternelle altère l’hétérochromatine de la génération F1 via la méthylation de l’histone H3K9 qui n’assure alors plus la compaction de la chromatine et permet l’expression de gènes normalement réprimés. Une autre étude parue en 2017 dans la revue Science, a montré que l’exposition du ver Caenorhabditis elegans à des températures anormalement élevées conduisait à l’expression de gènes habituellement réprimés. Cet effet passe par la méthyltransférase SET-25, qui est inhibée en réponse à la chaleur et ne méthyle plus l’histone H3. Des séquences d’ADN normalement muettes sont alors exprimées et cet effet se maintient sur plus de 10 générations. L’environnement est donc capable de modifier l’épigénome et ces variations épigénétiques pourraient expliquer une part des infertilités masculines.