samedi 22 octobre 2016

Des ovocytes fertiles obtenus à partir de cellules souches in vitro.

Pour BCPST, CAPES et Agreg
Thèmes : gamétogenèse, fécondation, cellules souches 

Ovocytes matures obtenues à partir de cellules ES, KATSUHIKO HAYASHI, KYUSHU UNIVERSITY, JAPAN

 Les techniques de différenciation de cellules à partir de cellules embryonnaires souches (ES)  ou de cellules souches pluripotentes induites (iPS) viennent de connaître une nouvelle avancée : l'obtention d'ovocytes, leur fécondation in vitro et l'obtention de souris fertiles après introduction dans une mère porteuse. Des chercheurs japonais ont publié cette étude dans Nature cette semaine.

Les cellules ES et iPS sont pluripotentes et capables de donner tous les dérivés cellulaires, y compris la lignée germinale. On le savait depuis de nombreuses années. En 2012, des ovocytes avaient déjà pu être obtenus mais pour les étapes finales il avait fallu réintroduire des cellules encore non matures dans des ovaires. L'apport des nouvelles recherches est donc d'éviter cette dernière étape et d'accomplir l'ensemble de la différenciation dans une boite de Pétri. Néanmoins, pour les phases finales il a fallu prélever des cellules folliculaires d'ovaires de souris et établir des co-cultures avec les ovocytes encore immatures. Cela souligne l'importance des interactions cellules folliculaires-ovocyte sur lesquelles il reste encore beaucoup à découvrir pour pouvoir les reproduire de manière complètement artificielle. Par ailleurs, sans surprise, pour faire maturer les ovocytes, les chercheurs ont du mettre de la FSH dans le milieu de culture, une hormone hypophysaire qui joue précisément ce rôle en induisant la production d’œstrogènes par les cellules folliculaires. Mais l'ajout d’œstrogènes sans cellules folliculaires n'était pas suffisant ce qui montre que ces cellules ont bien d'autres rôles.

22% des ovocytes obtenus avaient des anomalies chromosomiques, sans doute dues à des perturbations de la méiose. Ensuite le taux de succès de fécondation in vitro était de 3% comparé aux 62% habituellement obtenus avec des ovocytes "naturels" qui venaient d'être prélevés chez des souris. Les chercheurs ont ensuite obtenus des souris fertiles et même ont recrée des cellules ES à partir de certains embryons, créant un cycle de développement entier, dans des conditions de développement (presque) artificielles (la gestation dans un utérus est évidemment encore une étape obligée).

Évidemment cela soulève des espoirs concernant les traitements contre l'infertilité, notamment pour les femmes qui ne peuvent pas/plus produire des ovocytes, alors que les dons d'ovocytes sont actuellement insuffisants pour satisfaire la demande. On aurait recours alors à la différenciation de cellules iPS (cellules souches pluripotentes induites) plutôt que de cellules ES car elles posent moins de problèmes éthiques. Mais les résultats chez la souris appellent à la prudence : environ 1% des ovocytes obtenus ont pu se développer correctement. 

Reste à reproduire ce même exploit avec la production de spermatozoïdes !

samedi 15 octobre 2016

La baisse du taux de dioxygène atmosphérique s'accélère avec les combustions d'origine humaine

Pour BCPST, CAPES et Agreg
Thèmes : atmosphère, planète Terre, cycle de l'oxygène, cycle du carbone

On parle beaucoup et à juste titre du taux de CO2 atmosphérique (qui dépasse maintenant de manière permanente les 400 ppm). Mais qu'en est-il du dioxygène ? Il est connu que le dioxygène atmosphérique a pour principal origine la photosynthèse dont elle est un déchet. Plus précisément c'est l'excès de photosynthèse par rapport à la respiration des organismes photosynthétiques qui est à l'origine de l'accumulation de dioxygène atmosphérique. Il représente actuellement 21% de la composition de l’atmosphère (par le passé, cette valeur a pu atteindre jusqu'à 35% au Carbonifère). Mais cette valeur subit-elle des modifications depuis récemment ? Car elle dépend non seulement de paramètres biologiques mais aussi géologiques et est dépendante du cycle du carbone car dans le CO2 il y a du carbone mais aussi...de l'oxygène.



A partir de mesures dans de bulles d'air enfermées dans des carottes glaciaires de l'Arctique et de l'Antarctique, des chercheurs américains ont publié une étude complète des rapports oxygène/azote dans un récent Science.  La pression partielle PO2 a diminué de 0,7% durant les derniers 800.000 ans (0,7% des 21%; pas un passage de 21,7% à 21%), sans doute dû à des phénomènes d'origine climatique et géologique. La température de la planète s'est globalement élevée au cours des derniers 800.000 ans (indépendamment de l'action de l'homme jusqu'à une période récente). Cela augmente le taux de piégeage du CO2 par les silicates, formant des carbonates et des argiles. Par exemple avec les plagioclases l'équation bilan est alors s'écrire : 
2 Al2SiO8Ca + 2 CO2 + 4 H2O -> 2 CaCO3 + Si4O10Al4(OH)8 (kaolinite)
Voila donc des atomes d'oxygène du CO2 qui aurait pu contribuer via la photosynthèse à O2 mais qui se trouvent piégés dans des minéraux.
Selon un principe similaire, l'oxydation de la pyrite est aussi facilitée ce qui piège aussi des atomes d'oxygène hors de l'atmosphère.

Mais le point le plus intéressant est que cette baisse s'accélère depuis le siècle dernier qui a lui tout seul représente une baisse de 0,1 %. Cette accélération a sans doute une cause humaine et c'est la combustion du charbon, du pétrole et du gaz qui utilise du dioxygène qui en est la cause. Il y a donc une sorte de boucle positive qui se met en place actuellement : plus il y a de combustion, plus il y a de CO2 atmosphérique, plus il fait chaud et plus de l'oxygène se retrouve piégé dans les minéraux. Le processus participe aussi au passage à limiter l'augmentation du CO2 atmosphérique mais c'est nettement insuffisant pour compenser tout ce qui produisent les activités humaines.

Pas de panique cependant, il reste encore assez d'oxygène pour bien respirer ! La baisse de 0,7% correspond avec la raréfaction de l'oxygène avec l'altitude à une élévation de 100 m au-dessus du niveau de la mer !


Voir article scientifique 
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