Les femelles mammifères naissent avec tous les ovules qu’elles auront jamais dans leurs ovaires. Certaines de ces cellules vivent donc longtemps et doivent rester fonctionnelles pendant toute cette période. Des expériences sur des souris ont maintenant montré que des protéines à très longue durée de vie dans l’ovaire peuvent maintenir les ovules en bonne santé et préserver la fertilité pendant longtemps. Dans l’ovule de souris présenté ici, les chromosomes sont colorés en magenta et la protéine cytosquelettique actine est colorée en bleu et blanc. Crédit : Melina Schuh / Institut Max Planck des sciences multidisciplinaires
Les chercheurs de Max Planck ont découvert que des protéines à durée de vie extrêmement longue présentes dans l'ovaire peuvent maintenir les ovules des mammifères en bonne santé et préserver la fertilité pendant longtemps.
Les mammifères femelles, dont les humains, naissent avec tous leurs ovules. Sur les un à deux millions d’ovules que compte une femme, environ 400 arrivent à maturité avant la ménopause et peuvent être fécondés. Certains ovules survivent donc plusieurs décennies et doivent rester fonctionnels pendant cette longue période. Des protéines extrêmement durables présentes dans l’ovaire semblent jouer un rôle important à cet égard, comme l’ont récemment découvert des chercheurs de Göttingen (Allemagne) lors d’expériences sur des souris. Ces protéines à longue durée de vie semblent contribuer à maintenir la fertilité le plus longtemps possible.
- Nouvelles découvertes sur la fertilité féminine : les ovaires et les ovules des souris contiennent des protéines à durée de vie extrêmement longue.
- L’agrégation de protéines nocives liée à l’âge se produit moins fréquemment dans les ovules que dans d’autres tissus, comme le cerveau.
- La disparition progressive des protéines à longue durée de vie dans les ovaires et les ovules pourrait expliquer pourquoi la fertilité diminue avec l’âge.
Fertilité féminine et longévité des ovules
« Les ovules doivent être conservés tout au long de la vie reproductive d’une femme afin qu’ils puissent se développer en embryons sains », explique Melina Schuh, directrice de l’Institut Max Planck (MPI) pour les sciences multidisciplinaires. Même chez la souris, qui ne peut se reproduire que pendant un peu plus d’un an, la durée de vie des ovules est bien plus longue que la durée de vie moyenne des protéines. Les cellules vivantes recyclent la plupart de leurs protéines en quelques jours seulement. Cependant, selon le type de cellule et sa fonction, toutes les protéines ne sont pas dégradées au même rythme.
En collaboration avec les équipes dirigées par Juliane Liepe et Henning Urlaub, l’équipe de Schuh a étudié quantitativement la fréquence à laquelle les protéines à longue durée de vie apparaissent dans les ovaires. Pour leurs expériences, les chercheurs ont combiné différentes méthodes biochimiques et moléculaires avec une modélisation mathématique. « Cette approche multidisciplinaire nous a permis d’observer les protéines dans les ovaires et les ovocytes de souris à différents stades de la vie pour déterminer l’âge des protéines », explique la cheffe du groupe de recherche Max Planck, Juliane Liepe. Les scientifiques ont également analysé l’évolution de l’abondance des protéines au fil du temps en enregistrant un inventaire de protéines ovariennes de près de 8 900 protéines.
Stabilité et fonction des protéines à longue durée de vie
Résultat : les ovaires contiennent un nombre extrêmement élevé de protéines à longue durée de vie, plus que d’autres tissus et même plus que le cerveau. Ces protéines stables se trouvent non seulement dans les ovules eux-mêmes, mais aussi dans d’autres cellules somatiques de l’ovaire.
« De nombreuses protéines à longue durée de vie ont des fonctions protectrices, telles que la réparation ADN « Les chaperons sont des auxiliaires du repliement moléculaire, qui empêchent les protéines mal repliées de s’agréger et de perturber les processus cellulaires », explique Urlaub, chef de groupe au MPI et au centre médical universitaire de Göttingen. Les chaperons empêchent les protéines mal repliées de s’agréger et de perturber les processus cellulaires. Les expériences des scientifiques de Göttingen ont montré que les chaperons sont extrêmement stables dans l’ovaire et empêchent l’agrégation plus longtemps que dans le cerveau, par exemple. De même, les mitochondries, les centrales énergétiques de l’ovule, contiennent des protéines particulièrement stables. Comme les mitochondries sont transmises de la mère à la progéniture, il est essentiel que ces organites restent en bonne santé.
Déclin des protéines protectrices avec l'âge
« Cependant, la concentration de nombreuses protéines à longue durée de vie dans les ovaires et les ovules diminue avec l’âge. En revanche, les protéines associées à une inflammation aiguë ou à une réponse immunitaire augmentent avec le temps », rapporte Schuh. Cela concorde avec les résultats antérieurs selon lesquels les réactions inflammatoires sont plus fréquentes dans les ovaires des femmes plus âgées. « Le réseau complexe de protéines ovariennes change. La disparition progressive des protéines à longue durée de vie des ovaires et des ovules peut expliquer pourquoi la fertilité diminue chez les mammifères femelles après un certain âge. »
L'étude a été financée par le pôle d'excellence « Bioimagerie multi-échelle : des machines moléculaires aux réseaux de cellules excitables » (MBExC), dont Melina Schuh et Henning Urlaub sont membres.
