Genetic and epigenetic exploration in severe spermatogenesis impairment
Exploration du génome et de l'épigénome dans les troubles sévères de la spermatogenèse chez l'homme
Résumé
The aim of the present work is to investigate the role of genetic and epigenetic anomalies in severe spermatogenesis impairment.
First, we looked for somatic mosaicisms for the Y microdeletion in 44 infertile patients, and no mosaicism was observed. We have also studied the Y chromosome of 3 infertile patients with a Y rearrangement. This investigation allowed a more precise description of the abnormal Y and shed light on how Y chromosomal rearrangements could be involved in the infertility phenotype. Second, the sperm aneuploidy rates for chromosome X, Y, 18, 13 and 21, were assessed by FISH in 31 infertile patients. Nearly half of the infertile patients had a significantly increased disomy rate. Moreover, we have identified four clinical and/or biological factors associated with higher numbers of aneuploid sperm. Finally, the presence of highly acetylated histone H4 was detected on testicular sections from 33 men with Sertoli cell only syndrome and/or a testicular tumour. In tubules lacking meiotic and post-meiotic germ cells, the Sertoli cells' nuclei showed a global increase in H4 acetylation. This result suggests that histone acetylation could be part of an intercellular signalling pathway involving Sertoli cells and germinal cells, which could be deregulated in SCO syndromes and testicular cancers. Finally, this work could contribute to the improvement of the clinical care of severe male infertility cases.
First, we looked for somatic mosaicisms for the Y microdeletion in 44 infertile patients, and no mosaicism was observed. We have also studied the Y chromosome of 3 infertile patients with a Y rearrangement. This investigation allowed a more precise description of the abnormal Y and shed light on how Y chromosomal rearrangements could be involved in the infertility phenotype. Second, the sperm aneuploidy rates for chromosome X, Y, 18, 13 and 21, were assessed by FISH in 31 infertile patients. Nearly half of the infertile patients had a significantly increased disomy rate. Moreover, we have identified four clinical and/or biological factors associated with higher numbers of aneuploid sperm. Finally, the presence of highly acetylated histone H4 was detected on testicular sections from 33 men with Sertoli cell only syndrome and/or a testicular tumour. In tubules lacking meiotic and post-meiotic germ cells, the Sertoli cells' nuclei showed a global increase in H4 acetylation. This result suggests that histone acetylation could be part of an intercellular signalling pathway involving Sertoli cells and germinal cells, which could be deregulated in SCO syndromes and testicular cancers. Finally, this work could contribute to the improvement of the clinical care of severe male infertility cases.
L'objectif de ce travail est d'approfondir l'exploration du génome et de l'épigénome somatique et germinal chez des hommes présentant une atteinte sévère de la spermatogenèse.
Concernant le génome somatique, nous avons recherché la présence de mosaïques somatiques pour le chromosome Y microdélété chez 44 hommes infertiles, et aucune mosaïque n'a été détectée. Nous avons également analysé des réarrangements complexes du chromosome Y chez 3 patients infertiles. Cette étude nous a permis d'affiner leur caryotype et de mieux définir l'implication de l'anomalie du Y dans le phénotype d'infertilité. La ségrégation méiotique des chromosomes X, Y, 18, 13 et 21 a été étudiée par FISH multi-couleurs sur les spermatozoïdes de 31 patients infertiles. Nous avons montré des taux de disomies spermatiques augmentés chez la moitié de ces patients et identifié 4 facteurs de risques cliniques ou biologiques associés à l'augmentation des anomalies chromosomiques spermatiques. Enfin, concernant l'exploration de l'épigénome germinal, nous avons caractérisé le profil d'acétylation des histones par immunohistochimie sur les biopsies testiculaires de 33 patients atteints d'un syndrome des cellules de Sertoli isolées et/ou d'une tumeur testiculaire. Nous avons mis en évidence une hyperacétylation globale massive du noyau des cellules de Sertoli lorsque les tubes séminifères sont dépourvus de cellules méiotiques et post-méiotiques. Cette étude a révélé que l'acétylation des histones pourrait être impliquée dans le dialogue entre cellules germinales et cellules de Sertoli, et que sa dérégulation pourrait être associée à la genèse des cancers testiculaires. Ce travail ouvre des perspectives intéressantes pour la prise en charge des infertilités masculines sévères.
Concernant le génome somatique, nous avons recherché la présence de mosaïques somatiques pour le chromosome Y microdélété chez 44 hommes infertiles, et aucune mosaïque n'a été détectée. Nous avons également analysé des réarrangements complexes du chromosome Y chez 3 patients infertiles. Cette étude nous a permis d'affiner leur caryotype et de mieux définir l'implication de l'anomalie du Y dans le phénotype d'infertilité. La ségrégation méiotique des chromosomes X, Y, 18, 13 et 21 a été étudiée par FISH multi-couleurs sur les spermatozoïdes de 31 patients infertiles. Nous avons montré des taux de disomies spermatiques augmentés chez la moitié de ces patients et identifié 4 facteurs de risques cliniques ou biologiques associés à l'augmentation des anomalies chromosomiques spermatiques. Enfin, concernant l'exploration de l'épigénome germinal, nous avons caractérisé le profil d'acétylation des histones par immunohistochimie sur les biopsies testiculaires de 33 patients atteints d'un syndrome des cellules de Sertoli isolées et/ou d'une tumeur testiculaire. Nous avons mis en évidence une hyperacétylation globale massive du noyau des cellules de Sertoli lorsque les tubes séminifères sont dépourvus de cellules méiotiques et post-méiotiques. Cette étude a révélé que l'acétylation des histones pourrait être impliquée dans le dialogue entre cellules germinales et cellules de Sertoli, et que sa dérégulation pourrait être associée à la genèse des cancers testiculaires. Ce travail ouvre des perspectives intéressantes pour la prise en charge des infertilités masculines sévères.