Comment la chaleur affecte la qualité des spermatozoïdes

Chez l'homme, la température optimale pour la production de spermatozoïdes est juste en dessous de la température corporelle, entre 32 et 35 degrés Celsius. L’augmentation de la température est connue pour entraîner l’infertilité masculine. Cela peut être le résultat d’une trop grande exposition dans des spas ou jacuzzis, du port de vêtements trop serrés ou encore de temps de conduite en voiture trop importants. Les mécanismes biologiques de ce rapport entre chaleur et infertilité étaient encore incompris.

Un degré de plus affecte les spermatozoïdes

Des chercheurs américains ont découvert les mécanismes moléculaires qui produisent des dommages à l'ADN dans le sperme à la suite de variations de températures. “Des études antérieures ont montré qu'une augmentation de température aussi faible que 1 degré au-dessus de la température idéale pour la production de spermatozoïdes affecte négativement la fertilité masculine”, rappelle Diana Libuda, professeur au Département de biologie de l’université de l’Oregon et auteure de l’étude. Dans cette étude, dont les résultats ont été publiés le 15 octobre dans la revue Current Biology, les chercheurs ont observé qu’une augmentation de 2 degrés chez les Caenorhabditis elegans, un petit ver, a conduit à une augmentation de 25 fois des dommages à l'ADN dans le développement des spermatozoïdes par rapport aux spermatozoïdes non exposés. Les œufs fécondés par ces spermatozoïdes endommagés n'ont pas produit de progéniture.

Ces résultats observés dans les vers doivent être confirmés chez l’humain mais donnent une indication sur le mécanisme induit par la chaleur dans les spermatozoïdes. “Je pense que c'est une étude caractéristique car elle montre un effet environnemental qui modifie des séquences d'ADN spécifiques et les protéines qui contrôlent leur activité, a observé Scott Hawley, un expert en recherche sur la méiose qui n'a pas été impliqué dans la recherche. La découverte des chercheurs c'est de dire clairement ce qui ne va pas, au niveau des molécules, lorsque la production de spermatozoïdes est altérée par la chaleur.”

Des gènes sauteurs

L'article aide également à comprendre comment la méiose, le processus qui produit les cellules sexuelles, diffère entre le sperme et les ovules. Les spermatozoïdes, la plus petite cellule du corps d'une personne, se forment par milliards à des températures inférieures à la température corporelle et sont produits tout au long de la vie adulte. Les œufs, les plus grandes cellules du corps d'une personne, sont formés à l'intérieur, où une température constante est maintenue, et ne sont produits que pendant une durée limitée. “La façon dont les ovules et les spermatozoïdes se développent différemment réside dans leur contrôle de la capacité des éléments mobiles de l'ADN, également connus sous le nom de ‘gènes sautants’ ou transposons, à se déplacer dans le génome, et leur sensibilité pour le stress thermique, ces mécanismes empêchent ce mouvement”, a décrit Nicole A. Kurhanewicz, auteure principale de l’étude.

Les transposons sont des segments d'ADN qui se déplacent et modifient les informations génétiques en s'insérant dans de nouvelles positions. Ils laissent également des dommages à l'ADN. Le mouvement de ces “gènes sauteurs” est normalement réprimé lors du développement du sperme et des ovules. Cette étude révèle qu'avec l'exposition à la chaleur, les transposons se déplacent spécifiquement dans le développement des spermatozoïdes. En comparant à la microscopie le développement des spermatozoïdes et des ovules dans des conditions normales et de stress thermique, les chercheurs constaté une plus grande quantité de dommages à l'ADN dans le sperme dans la deuxième situation.