L'infertilité, définie comme l'absence de grossesse après 12 mois de rapports sexuels réguliers, est une préoccupation croissante pour de nombreux couples. Si vous ou un de vos proches êtes confrontés à cette difficulté, il est naturel de s'interroger sur les causes potentielles et la possibilité d'une transmission héréditaire. Cet article explore l'effet génétique de la fécondation, en mettant en lumière les aspects héréditaires de l'infertilité et les mécanismes biologiques impliqués.
L'Infertilité : Définition et Origines
L'infertilité touche une part importante de la population en âge de procréer. Elle est définie comme l'incapacité à concevoir après 12 mois de rapports sexuels réguliers sans contraception. Les causes de l'infertilité sont diverses et peuvent être d'origine féminine (35% des cas), masculine (20% des cas) ou mixte (40% des cas). L'origine de l'infertilité peut être médicale, environnementale ou génétique, avec des facteurs héréditaires ou non.
L'Hérédité et l'Infertilité : Une Transmission Génétique
Une infertilité héréditaire se transmet par les gènes du père, de la mère ou des deux. L’infertilité en elle-même n’est pas héréditaire, mais certaines causes d’infertilité peuvent l’être. Lorsque l’infertilité est d’origine génétique, les enfants du partenaire stérile peuvent ou non l’hériter selon la cause.
Infertilité Féminine et Hérédité
Plusieurs conditions médicales affectant la fertilité féminine peuvent avoir une composante héréditaire :
- Syndrome des ovaires polykystiques (SOPK) : Première cause d'infertilité féminine, touchant 1 femme sur 10 en âge de procréer. Les études mettent en évidence une forte composante héréditaire du SOPK : 60 à 70 % des filles nées d’une mère souffrant d’un syndrome des ovaires polykystiques développent à leur tour des symptômes de la maladie. Les mécanismes de cette transmission génétique de mère en fille n’ont pourtant à ce jour pas été découverts.
- Endométriose : On estime que l’origine de la maladie est héréditaire dans 50 % des cas. Dans le cas de l’endométriose, il est difficile de déterminer le pourcentage de cas d’origine génétique, bien que l’on sache qu’il existe un composant héréditaire.
- Mutation génétique du X fragile : Cette mutation génétique du gène FMR1 sur le chromosome X peut être à l’origine d’une insuffisance ovarienne prématurée et entraîner des infertilités. La mutation génétique du X fragile se transmet de façon héréditaire et augmente de génération en génération. Il est estimé que 20% de ces patientes ont une faible réserve ovarienne ou une ménopause prématurée, par rapport à 1% de la population normale. La répercussion sur la descendance peut toutefois s’aggraver, car la prémutation tend à augmenter en taille lorsqu’elle passe d’une génération à une autre.
- Insuffisance ovarienne prématurée (IOP) : Des études récentes ont démontré que des mutations dans des gènes impliqués dans l’ovogenèse (tant dans le développement du follicule ovarien que dans la division cellulaire et la réparation de l’ADN) peuvent susciter une insuffisance ovarienne prématurée. Ces mutations, majoritairement à hérédité dominante, peuvent être transmises à la descendance et causer le même problème de fertilité aux filles.
- Cancer de l'ovaire : Certaines maladies pouvant entraîner des problèmes de fertilité, comme le cancer de l’ovaire, ont également un composant héréditaire.
Infertilité Masculine et Hérédité
L'infertilité masculine peut également être influencée par des facteurs génétiques :
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- Azoospermie : 15 % des infertilités masculines sont dues à une azoospermie (absence de spermatozoïdes dans le sperme). L’azoospermie est souvent d’origine génétique et peut être transmise de père en fils.
- Asthénozoospermie : L’asthénozoospermie est également une maladie héréditaire et congénitale qui se traduit par un défaut de mobilité des spermatozoïdes présentant des défauts du flagelle.
- Altérations du chromosome Y : Le chromosome Y possède de façon codifiée les informations génétiques nécessaires pour à la fois différencier les hommes des femmes et pour la formation de spermatozoïdes. En conséquence, la perte de petits fragments de ce chromosome produit des altérations dans le spermogramme. Il est estimé que 10% des hommes ayant des altérations dans le spermogramme peuvent avoir une absence de certaines régions du chromosome Y.
- Mutations génétiques liées à la spermatogenèse : Les mutations qui se produisent dans des gènes associés à la spermatogenèse peuvent également occasionner une infertilité. Pour pouvoir diagnostiquer ces cas, nous avons mis au point le test IBGen SPERM, dans lequel sont étudiés 426 gènes par séquençage massif. Ce test est conseillé dans les cas d’azoospermie, d’oligospermie sévère, d’asthénospermie et d’oligotératozoospermie.
Tests Génétiques pour Identifier l'Origine de l'Infertilité
Pour déterminer l’origine d'une infertilité féminine ou masculine, des tests génétiques peuvent être réalisés.
- Le caryotype : Cette analyse permet de rechercher d’éventuelles anomalies du nombre de chromosomes (syndrome de Turner, syndrome de Klinefelter) ou une translocation chromosomique (transfert d’un fragment de chromosome sur un autre chromosome). Ces translocations n’affectent pas directement les individus qui les ont, car aucun gain et aucune perte de matériel génétique ne se produit. En revanche, elles représentent un problème de fertilité, car cette réorganisation chromosomique débouche sur la production d’ovules et de spermatozoïdes avec une charge génétique déséquilibrée. Les altérations chromosomiques numériques consistent à gagner ou à perdre un chromosome.
- Le X fragile chez la femme : Cette mutation génétique du gène FMR1 sur le chromosome X peut être à l’origine d’une insuffisance ovarienne prématurée et entraîner des infertilités.
- Test IBGen SPERM : Ce test est conseillé dans les cas d’azoospermie, d’oligospermie sévère, d’asthénospermie et d’oligotératozoospermie. Dans ce test sont étudiés 426 gènes par séquençage massif.
Comprendre les Bases de la Génétique
Comprendre la génétique et comment se transmettent et se développent certaines maladies nécessite d’avoir quelques notions de biologie.
- Cellules et Noyau : Le corps humain est constitué de milliards de ”cellules” comportant chacune un noyau. Ce noyau renferme toute notre information génétique.
- Chromosomes : L’information génétique est répartie sur les 46 chromosomes de notre organsisme (23 paires). Pour chaque paire, il y a un chromosome d’origine paternelle et un chromosome d’origine maternelle. Pour une même paire, les deux chromosomes ne sont donc pas identiques. Les 22 premières paires sont appelées autosomes : cela signifie qu’ils sont non-sexuels. La 23ème paire est celle qui détermine le sexe de la personne. Il s’agit des chromosomes X et Y. Les femmes possèdent deux chromosomes X. Les hommes possèdent un chromosome X et un chromosome Y.
- ADN : L’ADN est ce qui constitue nos chromosomes. La molécule d’ADN, également connue sous le nom d’acide désoxyribonucléique, se trouve dans toutes nos cellules. C’est le « plan détaillé » de notre organisme aussi appelé « code génétique » : l’ADN contient toutes les informations nécessaires au développement et au fonctionnement du corps. Il est composé de quatre éléments complémentaires, appelés les nucléotides qui sont : l’adénine, la thymine, la guanine et la cytosine (ou A, T, G, C).
- Gène : Le gène est un morceau de cet ADN qui correspond à une information génétique particulière qui code pour une protéine unique. Comme les chromosomes, chaque gène est présent en double dans nos cellules. Ces deux copies d’un même gène s’appellent des allèles. Les gènes indiquent à chaque cellule son rôle dans l’organisme. Sur leur ordre, les cellules synthétisent des protéines : c’est la traduction du code génétique. Chacune a un rôle différent à jouer dans notre organisme.
- Anomalie Génétique : Une anomalie génétique (mutation ou anomalie chromosomique) peut perturber la fabrication des protéines. Elle donne en quelque sorte de « mauvais ordres » pour les fabriquer avec pour conséquence : une absence de fabrication, un excès de fabrication ou une fabrication anormale. Une anomalie génétique n’aboutit pas toujours à une maladie. Certaines erreurs de fabrication peuvent passer totalement inaperçues ou ne s’exprimer qu’en fonction de l’environnement. Dans certains cas, le rôle des gènes est déterminant dans le risque de développer une maladie génétique.
- Transmission Génétique : L’ADN (chromosomes, gènes) de chaque humain est pour moitié hérité de son père, pour moitié hérité de sa mère. Toutes les maladies génétiques ne se transmettent pas de la même manière (cela dépend de leur mécanisme génétique). Une maladie génétique n’est pas systématiquement héritée. L’anomalie génétique peut survenir de façon accidentelle lors de la fabrication des gamètes (spermatozoïde, ovocyte) ou très tôt après la fécondation. C’est ce qu’on appelle des mutations de novo. L’anomalie génétique peut survenir dans une autre cellule qu’un gamète. Elle ne concerne alors que quelques cellules au sein de l’organisme. La mutation est dite "acquise" : elle n’est pas transmissible et n’a pas été héritée. Ces cellules peuvent être à l’origine de cancers.
La Fécondation : Un Processus Complexe et Essentiel
La fécondation chez les vertébrés nécessite que l'ovocyte effectue la méiose, qui consiste en deux divisions consécutives de son matériel génétique, mais sans finaliser la deuxième division. En effet, avant de séparer le matériel génétique lors de la deuxième division, il faut attendre l'entrée du spermatozoïde. Si jamais la méiose était déjà arrêtée lors de la première division, la fécondation pourrait avoir lieu alors que l'ovocyte contiendrait encore le double des chromosomes, conduisant à un embryon triploïde non viable. Les scientifiques ont démontré qu'une cycline méconnue, la cycline B3, permet à l'ovocyte de "compter" les divisions méiotiques pour une fécondation au bon moment.
Les Étapes de la Division Cellulaire
Comme cela a été vu au chapitre 1, chaque cellule humaine contient 46 chromosomes différents, répartis en 23 paires. Afin de se diviser en cellules génétiquement identiques, différents mécanismes sont mis en place. Les deux étapes clés de la division cellulaire sont :
- La copie à l'identique de l'information génétique de la cellule-mère
- La répartition de ces deux copies dans les deux cellules-filles
On appelle cycle cellulaire l'ensemble des étapes que réalise une cellule afin de se diviser en deux cellules-filles identiques. Le cycle démarre au moment où est formée une cellule-fille et se termine quand cette cellule s'est elle-même divisée. La durée du cycle cellulaire dépend de nombreux facteurs. Chez l'humain, le cycle cellulaire dure environ 24h (mais cela dépend du type de cellule). Certains organismes comme la levure ont un cycle beaucoup plus rapide (1h30 à 2h).
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Afin de préparer la division cellulaire, chaque chromosome est copié à l'identique. Cette copie aboutit à deux chromosomes qui contiennent exactement la même information et sont attachés par leurs centres. À la suite de la copie des chromosomes, une cellule contient deux fois plus d'ADN que normalement.
Lors de la division cellulaire, les chromosomes dupliqués qui étaient attachés par leur centre se détachent et migrent dans chacune des cellules-filles. La division rétablit alors le nombre normal de brins de chromosomes dans chacune des cellules-filles. Les cellules-filles ont donc une quantité d'ADN normale.
La Formation des Cellules Reproductrices
Chez les êtres vivants qui ont une reproduction sexuée (contrairement à certains organismes qui se reproduisent seulement par division), il existe des cellules reproductrices, appelées gamètes. Les gamètes sont les cellules reproductrices. Elles sont donc spécifiques aux espèces qui se reproduisent de manière sexuée. Contrairement aux autres cellules, les gamètes ne contiennent pas de paires de chromosomes.
Chez l'humain, les gamètes femelles sont appelés ovules et sont produits dans les ovaires. Les gamètes mâles sont appelés spermatozoïdes et sont produits dans les testicules. Les gamètes se distinguent des autres cellules de l'organisme du fait qu'elles n'ont qu'un chromosome de chaque paire. Ainsi, chez l'Homme, les gamètes ne contiennent que 23 chromosomes au lieu des 46 chromosomes pour les autres cellules.
Afin de générer des gamètes, des cellules vont réaliser une division cellulaire spéciale lors de laquelle :
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- Les chromosomes d'une même paire se réunissent (on dit aussi qu'ils "s'appareillent").
- Un chromosome de chaque paire est réparti dans une des cellules-filles.
À la suite de cette division spéciale, les deux gamètes ne contiennent pas les mêmes chromosomes. Ils ne contiennent donc pas la même information génétique. La répartition des chromosomes d'une paire entre gamètes est faite au hasard. De ce fait, un même individu peut générer de nombreuses combinaisons. Chez l'Homme, la répartition au hasard entre gamètes des chromosomes d'une paire, et ceci pour les 23 paires de chromosomes, donne plus de 8 millions de gamètes différents possibles pour un seul individu.
La Fécondation
La fécondation est la rencontre et la fusion de deux gamètes de sexe opposé. Le résultat de la fécondation est une cellule-œuf. Les gamètes n'ont qu'un chromosome de chaque paire. Le résultat de la fécondation est donc une cellule-œuf ayant à nouveau une paire de chaque chromosome. Chez l'humain, une cellule-œuf a donc 46 chromosomes répartis en 23 paires. Il est important de noter que la cellule-œuf contient une information génétique qui provient pour moitié du père et pour moitié de la mère.
Chez l'humain, il y a 8 millions de possibilités de répartition de chromosomes et donc de gamètes différents pour un individu donné. Il est possible de calculer qu'un couple peut donc engendrer plus de 70 000 milliards de cellules-œufs et donc d'individus génétiquement différents. C'est cette variabilité génétique qui assure que chaque individu est unique. La seule exception est le cas des vrais jumeaux. Dans ce cas, la cellule-œuf se sépare rapidement en deux et donne deux embryons génétiquement identiques.
L'Héritabilité des Caractères
Les mécanismes de la reproduction sexuée expliquent comment les parents transmettent une partie de leur patrimoine génétique à leur descendance. Chaque paire de chromosomes d'une cellule-œuf est formée d'un chromosome paternel et d'un chromosome maternel (qui ont été "tirés" au hasard parmi les deux chromosomes de la même paire). Ces chromosomes peuvent porter pour un même gène des allèles différents.
Anomalies Génétiques
Malgré la très grande fiabilité des mécanismes de division cellulaire, il arrive dans de rares cas que les chromosomes soient mal répartis entre cellules-filles. Cela a pour conséquence que certaines cellules vont avoir un nombre anormal de chromosomes. En règle générale, de telles anomalies viennent du fait qu'un seul chromosome n'a pas migré, laissant une cellule avec un chromosome de trop et une cellule avec un chromosome en moins.
Lorsque ce phénomène arrive pour la production de gamètes, cela peut aboutir à une cellule-œuf qui contient un seul chromosome d'un certain type (on parle de monosomie) ou trois chromosomes d'une paire (on parle de trisomie). Dans la plupart des cas une telle cellule-œuf ne permet pas le développement d'un embryon viable et il n'y a pas de naissance. Toutefois, dans certains cas, il est possible à un individu de naître et de vivre avec plus ou moins de complications médicales. Un exemple connu est la trisomie 21 où un individu possède trois chromosomes de la paire 21.
Il faut distinguer ce type d'anomalies de ce que l'on nomme une maladie génétique. En effet, une maladie génétique est liée en règle générale à un allèle défectueux d'un gène et suit donc les mêmes règles de transmission que les allèles de gènes qui n'entraînent pas de maladies.
Manipulation Génétique et Reproduction : Les Nouvelles Frontières
Les chercheurs avancent à grands pas dans leurs tentatives visant à produire un embryon animal né de deux femelles, de deux mâles, voire d’un seul « parent ». La barrière principale qu’ils tentent de franchir est celle de l’empreinte génomique.
L'Empreinte Génomique : Un Obstacle et une Clé
Dans les testicules et les ovaires, des marques dites épigénétiques, appelées empreintes génomiques, sont déposées sur les chromosomes des gamètes. Ces marques épigénétiques donnent l’ordre à certains gènes de s’exprimer et à d’autres de rester inactifs. Elles ne sont pas placées sur les mêmes gènes, de telle sorte que l’enfant conçu reçoit normalement des messages différents de son père et de sa mère. Certains messages sont destinés au placenta. Ceci agit sur le petit et sur sa mère. A titre d’exemple, chez la souris, une empreinte apportée par le mâle fait sécréter par le placenta des hormones agissant sur le cerveau de la mère.
Un autre type d’effet de l’empreinte génomique est de grande importance dans notre espèce : c’est la non-viabilité des embryons lorsque les deux chromosomes d’une même paire proviennent d’un même parent, ce qui arrive parfois par suite d’une erreur dans la formation des gamètes. Seuls les embryons dont les paires de chromosomes viennent des deux parents se développent.
Des chercheurs sont parvenus à contourner l’empreinte génomique afin de faire naitre des souriceaux à partir de « deux pères ». La production d’individus à partir de deux mammifères du même sexe se fait in vitro, en implantant dans un ovule dont on a enlevé le noyau, les noyaux de deux ovules ou de deux spermatozoïdes. L’échec de ce procédé était, dès 1984, attribué à l’empreinte génomique.
De nombreuses équipes cherchèrent alors à contourner cet obstacle. En 2004 une équipe parvint à faire développer une souris à partir de deux gamètes femelles dont l’un avait une anomalie génétique qui imite l’empreinte génomique observée chez le mâle. Certains chercheurs choisirent donc d’appliquer les modifications des empreintes génomiques non pas sur les gamètes eux-mêmes, mais sur des cellules souches « d’embryons » obtenus par division de gamète femelle ou mâle non fécondé (Ces embryons n’étant pas le fruit d’une conception ont les chromosomes d’un seul gamète).
En 2016 cette méthode fut un succès chez la souris, une proportion des souris ayant survécu et même été fécondes : un individu avait donc été produit à partir d’ovules de deux mères. En 2018, la même équipe publia le même type de résultats obtenus à partir d’ovules de deux mères ou de spermatozoïdes de deux pères. Cependant, alors que les individus issus de deux mères étaient viables et même féconds, ceux qui étaient issus de deux pères mouraient peu après la naissance. C’est cette même équipe qui publie de nouveau en 2025 présentant leurs résultats obtenus à partir des gamètes de deux pères dont ils ont modifié l’activité de 20 gènes concernés par l’empreinte génomique. Cette fois-ci les individus ne décèdent plus à la naissance, avec cependant une survie courte.
Implications Éthiques et Sociales
La Human Fertilisation and Embryology Authority (HFEA) a récemment préconisé de réglementer plus explicitement la gamétogenèse in vitro. Ces méthodes mises au point pour d’autres espèces seront utilisables dans la nôtre. Cela peut aboutir à la découverte de traitements pour des maladies génétiques. Cependant on est effrayé de lire que ces travaux tentent de produire des enfants à partir du matériel génétique de deux hommes.
L’enfant pourra être désiré par celui ou ceux qui en demandent la production à partir de leur capital génétique. C’est en effet faire de l’enfant l’objet d’un désir. Or, dans toute la nature, dans les autres espèces comme dans la nôtre, la progéniture n’est pas à produire, elle est à accueillir. Les parents la prennent en charge telle qu’elle est. Ils n’en choisissent pas les caractéristiques.
La situation actuelle de la recherche incite à appeler à rediscuter le postulat qui est posé par nos sociétés en matière de transmission de la vie : l’absence supposée de conséquence néfaste de la conception d’un enfant en dehors du cadre de l’union intime. Une règlementation est nécessaire. Mais pour que les personnes en charge de la rédaction des règlements fassent les bons choix, une réflexion beaucoup plus radicale doit aussi avoir lieu dans les écoles, les universités et les médias. C’est ensuite seulement qu’un débat parlementaire pourrait aborder la question de façon juste.
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