Exploration de l’épigénome au cours de la spermatogenèse

2. Exploration de l’épigénome au cours de la

cancers du testicule, qui impliquerait le processus d’acétylation des histones. Or ces deux entités ne sont associées actuellement que d’un point de vue clinique et épidémiologique, dans le cadre du TDS.

Afin d’explorer le lien entre l’absence de cellules germinales au sein des tubes séminifères et l’hyperacétylation massive et globale observée dans le noyau des cellules de Sertoli, nous avons étudié chez la souris différentes situations associant une déplétion en cellules germinales : des souris pré-pubères, des souris traitées par un agent alkylant, le busulfan, et enfin des souris génétiquement modifiées qui ne produisent pas de cellules germinales mâles (souris X, O Sry +, en collaboration avec Paul Burgoyne, Mill Hill, UK). L’acétylation de l’histone H4 a été analysée en immunohistochimie sur des coupes testiculaires de souris prépubères au 6ème, 9ème, et 16ème jour après la naissance. A aucun de ces stades les cellules de Sertoli ne montraient une hyperacétylation. Des souris adultes traitées au Busulfan, dont les cellules germinales avaient totalement disparu des tubes séminifères, n’ont pas montré d’augmentation du niveau d’acétylation d’H4 dans les cellules de Sertoli. Enfin, chez des souris mâles génétiquement incapables de produire des cellules germinales et présentant des testicules de type SCO, nous n’avons pas non plus observé d’hyperacétylation d’H4 dans les cellules de Sertoli. Ainsi, la seule absence des cellules germinales n’est pas suffisante pour induire l’hyperacétylation globale des cellules de Sertoli. Celle-ci n’est pas observée non plus au sein des cellules de Sertoli en divisions mitotiques actives, comme par exemple lors de la période pré-pubertaire. Il est cependant probable qu’aucun des trois « modèles » murins étudiés ne correspond à la situation des SCO observée chez les patients.

Ces résultats amènent plusieurs informations fondamentales concernant l’hyperacétylation que nous avons observée au cours de la spermatogenèse pathologique chez l’homme. Premièrement, cette hyperacétylation n’est pas une voie de signalisation impliquée dans le développement

testiculaire normal chez la souris. Deuxièmement, la seule absence des cellules méiotiques et post-méiotiques au sein des tubes séminifères n’est pas suffisante pour induire le phénotype d’hyperacétylation. Troisièmement, ce phénotype est probablement corrélé à une déplétion secondaire et à long terme des cellules germinales au sein des tubes séminifères.

Notre hypothèse est que cette voie pourrait être spécifiquement reliée à une anomalie de la différenciation testiculaire aux stades précoces du développement embryonnaire, au moment de la mise en place du dialogue entre cellules germinales et cellules de Sertoli au sein du testicule en formation. Nos résultats, associés à la mise en évidence du rôle de certains produits toxiques, comme les perturbateurs endocriniens, confortent l’hypothèse de Skakkebaeck et collaborateurs sur la mise en place du TDS. L’organisation cellulaire au sein des tubes séminifères en formation dans le testicule fœtal paraît essentielle dans la genèse du TDS (Sharpe 2006; Sharpe et al. 2003a). Ainsi, ce syndrome pourrait être la résultante d’une dérégulation in utero d’une seule et même voie de signalisation moléculaire. C’est cette dérégulation qui serait impliquée dans les troubles de la différenciation testiculaire, les atteintes de la spermatogenèse et la carcinogenèse.

Dans la cellule somatique, l’acétylation des histones est connue pour être impliquée dans la régulation de l’expression des gènes, et d’autres processus importants de régulation cellulaire (Khorasanizadeh 2004; Turner 2002). Une augmentation globale de l’acétylation des histones, telle que celle observée dans les cellules de Sertoli dans le contexte d’une perturbation sévère de la spermatogenèse, pourrait donc perturber la signalisation locale et entraîner, dès les étapes de différenciation in utero dans la gonade en formation, soit l’apoptose des PGC, entraînant la formation de tubes SCO, soit une anomalie de la différenciation des PGC, lesquelles évolueraient plus tard en cellules CIS, précurseurs présumés des cancers testiculaires. Cette hypothèse reste cependant à confirmer.

Afin de mieux comprendre les causes et conséquences de l’hyperacétylation des histones observée dans les cellules de Sertoli des patients présentant un SCO, plusieurs approches sont envisagées.

L’une d’elle consiste à étudier un modèle murin de SCO plus proche de la physiopathologie des SCO observés chez les patients. Par exemple, des souris cryptorchides ou traitées in utero avec des perturbateurs endocriniens pourraient être un bon modèle d’étude.

L’autre consiste à explorer les autres éléments connus de la voie de signalisation par l’acétylation des histones, comme par exemple les HDACs et les HATs dont l’équilibre définit le niveau d’acétylation global dans les cellules. Nous avons montré chez la souris que le niveau d’expression de plusieurs HADCs diminuait de manière très significative dans les spermatides en cours d’élongation, au moment même où nous observons l’hyperacétylation des histones dans ces cellules (Hazzouri et al. 2000; Rousseaux et al. 2003; Rousseaux et al. 2002). De plus, alors que les histones sont normalement hypoacétylées dans les spermatides rondes, un traitement par un inhibiteur des HDACs entraîne une augmentation globale de leur acétylation, suggérant que les HDACs sont importantes pour le maintien d’un faible niveau d’acétylation dans ces cellules. Ainsi, une hypothèse est qu’une dérégulation de la balance HATs/HDACs pourrait intervenir dans l’hyperacétylation des cellules de Sertoli observée chez les patients présentant un SCO.