FERTILOoC
Un couple sur six dans le monde connaît des problèmes d’infertilité, et l’infertilité masculine est responsable d’environ la moitié des cas, ce qui constitue un problème de santé publique. Tout au long de la vie reproductive masculine, la spermatogenèse provient d’un petit groupe de cellules souches spermatogoniales (SSC) qui peuvent s’auto-renouveler ou se différencier, subir la méiose et enfin la spermiogenèse pour produire des spermatozoïdes. Chez les patients soumis à des thérapies à forte toxicité gonadique, l’un des principaux effets secondaires nuisant à la qualité de vie après la guérison est l’atteinte du stock de SSC et les problèmes d’infertilité qui en résultent. Ce point est particulièrement crucial pour les garçons prépubères qui ne produisent pas encore de spermatozoïdes. Pour la préservation de la fertilité, ils se voient proposer une cryoconservation de biopsie du tissu testiculaire immature afin de préserver les SSC, dans l’espoir de développer des thérapies permettant la dérivation de spermatozoïdes à partir de ces cellules. Chez l’homme, l’identification du pool de SSC n’est pas encore définie et les mécanismes moléculaires régissant l’auto-renouvellement et la différenciation sont peu connus, entravant la compréhension du potentiel de régénération de ces cellules, qui est un paramètre essentiel pour le développement réussi de nouvelles thérapies cellulaires.
Coordinateur
Directeur de recherche
CEA
Institutions et établissements impliqués
Work Packages
CEA; Inserm
Le projet s’articule autour de trois objectifs interdépendants :
WP1 : Conception et fabrication d’un système d’organe-sur-puce basé sur des FCB, permettant l’analyse parallèle de plusieurs puces dans différentes conditions microfluidiques
WP2 : Prévalidation des organes-sur-puce à l’aide de biopsies testiculaires de souris
WP3 : Transposition au modèle de biopsie humaine
Programme de recherche
Les organes sur puce (OoC) testiculaires visent à récapituler in vitro le microenvironnement nécessaire à la maturation du tissu prépubère, permettant aux SSC de s’auto-renouveler et d’induire la spermatogenèse. Les organes sur puces testiculaires constitueraient un excellent modèle aidant à définir le pool de SSC humaines, et les mécanismes régissant leur physiologie et leurs interactions avec la niche testiculaire. Dans le cadre de la restauration de la fertilité, ce modèle devrait contribuer à développer l’utilisation en thérapie cellulaire du tissu testiculaire immature cryoconservé et des SSC qu’il contient, mais également à l’amélioration des protocoles des traitements anticancéreux en permettant de cribler leurs effets sur le pool de SSCs et la fonctionnalité du tissu testiculaire.
Résultats attendus
Nous cherchons à développer un nouveau système d’OoC permettant l’analyse en parallèle, par imagerie sur tissu vivant, de plusieurs puces dans des conditions microfluidiques complexes. Reproduire un mode oscillatoire d’apport en nutriment est en effet un paramètre important pour mimer l’environnement « systémique » du tissu testiculaire, notamment la régulation hormonale. La parallélisation est également un point critique pour l’utilisation des organes sur puce dans les études sur le devenir des cellules souches, l’augmentation du nombre de puces analysables par expérience est en effet nécessaire pour obtenir des données robustes. La conception d’un tel système modulaire basé sur la parallélisation et sur l’imagerie en direct est un outil prometteur pour étudier la physiologie des cellules souches et les interactions avec la niche testiculaire. Cette approche appliquée au tissu testiculaire murin et humain devrait fournir des informations utiles pour la recherche fondamentale et pour développer les applications médicales des SSC dans le cadre du traitement de l’infertilité, contribuant notamment à une meilleure prise en charge de la préservation de la fertilité chez le patient atteint de cancer
Le consortium
Nous proposons dans ce projet de rassembler des équipes pluridisciplinaires, expertes en recherche fondamentale et clinique de la reproduction, ainsi qu’en microfluidique et conception de puces, afin de concevoir des dispositifs d’organes sur puces testiculaires.
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