Deux inversions sexuelles dans un même embryon

Publié par Adrien le 28/05/2020 à 09:00
Source: CNRS INSB
Chez les mammifères, deux cascades génétiques distinctes dirigent la formation des testicules et des ovaires. Des défauts dans ces processus conduisent à des anomalies pouvant aller jusqu'à l'inversion de sexe. Qu'en est-il du devenir sexuel quand les gènes contrôlant le destin mâle et femelle (En biologie, femelle (du latin « femella », petite femme, jeune femme) est le sexe de l'organisme qui produit des ovules, dans le...) sont mutés simultanément ? Des travaux publiés dans la revue Cells, montrent que des embryons de souris (Le terme souris est un nom vernaculaire ambigu qui peut désigner, pour les francophones, avant tout l’espèce commune Mus musculus, connue aussi comme animal de compagnie ou de...) double mutants pour Sox9 et Wnt4, deux gènes impliqués dans le développement testiculaire et ovarien, subissent deux inversions sexuelles successives.

Les gonades, testicules ou ovaires, sont les acteurs principaux du développement sexuel des mammifères. Les hormones produites par les gonades dirigent la formation de l'appareil génital femelle ou mâle au cours de la vie (La vie est le nom donné :) embryonnaire, puis contrôlent les caractères sexuels secondaires, la reproduction (La Reproduction. Eléments pour une théorie du système d'enseignement est un ouvrage de sociologie co-écrit par Pierre Bourdieu et Jean-Claude Passeron paru en 1970 aux éditions de Minuit.), mais aussi la physiologie (La physiologie (du grec φύσις, phusis, la nature, et λόγος, logos, l'étude, la science) étudie le rôle, le...) et le vieillissement (La notion de vieillissement décrit une ou plusieurs modifications fonctionnelles diminuant progressivement l'aptitude d'un objet, d'une information ou...) à l'âge adulte. Malgré ce rôle central, la compréhension des bases moléculaires et cellulaires de la différenciation testiculaire et ovarienne demeure très partielle. Ainsi, 50% des anomalies du développement sexuel (ADS) chez l'Homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme ». Par...) ont à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure locale) et...) des causes inconnues.


Immunodétection des protéines FOXL2 (rouge) et AMH (vert) dans les gonades embryonnaires de souris:
- FOXL2 marque les cellules de soutien dans l'ovaire contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) XX (A).
- AMH est exprimé dans les cellules de soutien du testicule (Le testicule (testes) est la gonade mâle des animaux. Il a une double fonction, plus ou moins exprimée selon les périodes de la vie :) contrôle XY (B).
- Les gonades XY mutantes pour Sox9 se développent comme des ovaires exprimant FOXL2 (C).
- Les gonades XY double mutantes pour Sox9 et Wnt4 se développent comme des ovo-testicules (D).
- Dans la partie postérieure le marqueur ovarien FOXL2 est exprimé (D2), alors que dans la partie antérieure les cellules de soutien co-expriment FOXL2 et AMH, et se trans-différencient en cellules testiculaires (D1).
© Furong Tang & Aitana Perea-Gomez

Quel que soit leur sexe (Le mot sexe désigne souvent l'appareil reproducteur, ou l’acte sexuel et la sexualité dans un sens plus global, mais se...), les embryons de souris possèdent initialement une gonade indifférenciée qui se développe en testicule ou en ovaire chez les individus XY ou XX respectivement. Les facteurs de transcription SRY/SOX9 orchestrent la différenciation testiculaire, et en absence deSox9 les souris XY développent des ovaires à la place des testicules. Chez les individus XX, la voie de signalisation RSPO1/WNT4/ß-caténine contrôle le développement des ovaires. Les mutations dans cette voie conduisent à la formation d'ovo-testicules, des gonades avec des caractéristiques à la fois d'ovaire et de testicule. Les cascades génétiques mâle et femelle s'opposent. Ainsi chez les mutants XY Sox9, la protéine (Une protéine est une macromolécule biologique composée par une ou plusieurs chaîne(s) d'acides aminés liés entre eux par des liaisons peptidiques. En général, on...) WNT4 est anormalement active. Est-elle responsable pour autant de la formation d'un ovaire dans ce cas d'inversion sexuelle ? Afin de répondre à cette question, les scientifiques ont généré des souris portant deux mutations, une dans le gène (Un gène est une séquence d'acide désoxyribonucléique (ADN) qui spécifie la synthèse d'une chaîne de polypeptide ou d'un acide ribonucléique (ARN) fonctionnel. On peut également définir un...) pro-testiculaire Sox9 et l'autre dans le gène pro-ovarien Wnt4.

En analysant les gonades XY mutantes pour Sox9 et Wnt4 à différentes étapes du développement, cette étude a révélé deux inversions sexuelles successives au sein d'un même individu (Le Wiktionnaire est un projet de dictionnaire libre et gratuit similaire à Wikipédia (tous deux sont soutenus par la fondation Wikimedia).). Dans une première étape, la gonade XY double mutante suit un destin ovarien (inversion mâle-femelle). Ce résultat montre que WNT4 n'est pas nécessaire pour former un ovaire dans les mutants XY Sox9, et suggère qu'une autre cascade génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et les gènes.) peut initier la différentiation ovarienne lorsque la signalisation WNT4/ß-caténine est déficiente. Cependant, en fin de gestation (La gestation est un état fonctionnel particulier propre à la femelle de vivipare qui porte son ou ses petits dans son utérus, entre la nidation de l'œuf...), une partie des cellules ovariennes de gonades XY doubles mutantes pour Sox9 et Wnt4 ne sont pas maintenues et se transforment en cellules typiques du testicule (inversion femelle-mâle), pour former un ovo-testicule. Cette observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré...) révèle que la fonction de Wnt4 est indispensable pour le maintien de l'identité des cellules ovariennes, y compris dans le contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le contexte d'un mot, d'une phrase ou d'un texte inclut les mots qui l'entourent. Le concept de...) d'une inversion sexuelle.

Ces travaux ont permis d'identifier des étapes du développement des gonades de souris contrôlées de façon séquentielle et indépendante par Sox9 et Wnt4, et pourront contribuer à la compréhension de l'étiologie de certaines anomalies du développement sexuel.

Pour en savoir plus:
Mouse Gonad Development (Development est une revue scientifique bimensuelle à comité de lecture couvrant tous les champs de la génétique évolutive du développement allant de la biologie cellulaire, des cellules...) in the Absence of the Pro-Ovary Factor WNT4 and the Pro-Testis Factor SOX9.
Tang F, Richardson N, Albina A, Chaboissier M-C , Perea-Gomez A.
Cells 29 avril 2020. doi.org/10.3390/cells9051103

Laboratoire:
Institut Biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des sciences naturelles et de l'histoire...) Valrose (iBV) - (CNRS/Inserm/Université Côte d'Azur)
Parc Valrose, 06108 NICE cedex 2, France.
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