Illustration de Nicolás Ortega

Les ovaires transgéniques peuvent survivre chez la souris. Les humains sont les suivants.

Cette technologie pourrait augmenter la fertilité et ajuster les niveaux d'hormones.

Dans une poignée de laboratoires à travers le monde, les chercheurs travaillent sur une nouvelle option de fertilité radicale pour les femmes: un ovaire artificiel.

L’idée est qu’en commençant par n’établir qu’un petit morceau de tissu, les scientifiques pourraient développer un tout nouvel organe, puis l’implanter pour remplacer un ovaire défectueux. Ou bien ils pourraient donner un ovaire à une personne qui n'est pas née avec un autre et qui prend des hormones à la place, par exemple une femme transgenre. Cela pourrait également devenir un moyen alternatif de délivrer des hormones aux femmes ménopausées et aux autres personnes qui en prennent. Il pourrait même inverser la ménopause.

Jusqu'à récemment, les ovaires artificiels avaient été implantés et testés uniquement chez des animaux, en utilisant du tissu animal. Mais une avancée majeure a été franchie en juillet lorsque des chercheurs de Copenhague ont utilisé un tissu ovarien humain pour construire un ovaire artificiel qui a survécu après implantation chez la souris.

Susanne Pors et son équipe ont utilisé une solution chimique pour extraire des cellules du tissu ovarien, laissant derrière eux un «échafaudage» de protéines et de collagène. Ensuite, ils ont ensemencé l'échafaud avec des centaines de follicules humains, des sacs remplis de liquide qui contiennent des œufs immatures.

Une autre percée est survenue l'année dernière, lorsque des scientifiques spécialistes de la reproduction de la Northwestern University ont annoncé qu'ils avaient créé un ovaire de souris entièrement fonctionnel avec une imprimante 3D spéciale. Ils ont utilisé la gélatine comme «encre» et ont imprimé un échafaudage qu'ils ont rempli de follicules de souris. Lorsqu'ils l'ont implantée chez une souris infertile à cause d'un ovaire retiré, la souris était capable d'ovuler et avait des bébés en bonne santé après l'accouplement avec une souris mâle. L'ovaire artificiel augmentait également les niveaux d'hormones importantes.

Faire en sorte qu'un ovaire artificiel fonctionne pendant des années sera le plus gros défi. Dans le travail récent à Copenhague, seulement un quart des follicules ont survécu au moins trois semaines. L'ovaire artificiel imprimé à Northwestern a fonctionné pendant 40 jours.

Néanmoins, les scientifiques ont déjà trouvé le moyen de prolonger la durée de vie des ovaires artificiels, et ceux qui fonctionnent pleinement pourraient être prêts pour les femmes dans une dizaine d'années. Ce qui signifie qu’il n’est pas trop tôt pour réfléchir à toutes les utilisations possibles.

Faire la transition

L’ovaire artificiel a été initialement pensé comme un moyen d’améliorer la pratique de la congélation du tissu ovarien, une option pour les filles et les femmes qui doivent subir des traitements anticancéreux susceptibles de les rendre stériles. Des années plus tard, ce tissu peut être implanté chez les femmes qui sont prêtes à avoir un enfant. Mais cette procédure comporte un risque de greffe de tissu contenant encore certaines cellules cancéreuses.

«Si vous aviez un ovaire artificiel, vous pourriez éviter ce risque», déclare Sandra Carson, vice-présidente de l'éducation du Congrès américain des obstétriciens et gynécologues et dont l'ancien laboratoire avait créé le premier ovaire artificiel, a rapporté en 2010. Il a été fabriqué avec du tissu humain mais jamais implanté.

Bientôt, d'autres chercheurs, tels que Teresa Woodruff, une scientifique en matière de reproduction de Northwestern, ont commencé à vouloir en construire un. Au départ, elle s’intéressait principalement aux femmes atteintes de cancer, mais elle y voit maintenant une option potentielle pour les femmes transgenres. Un ovaire artificiel pourrait être inséré juste sous la peau, selon une procédure peu invasive, peut-être sous le bras ou dans le tissu adipeux de l'estomac.

Gauche: Un ovaire artificiel de rat dans le laboratoire d'Opara. Droite: Un échafaudage pour un ovaire de souris imprimé à la gélatine dans le laboratoire de Woodruff. (Gracieuseté de l'Institut de médecine régénératrice de Wake Forest et de la Northwestern University).

Pourquoi ces femmes le feraient-elles? Une des raisons est que ce serait un moyen plus durable de délivrer des hormones. Mais les scientifiques pensent également que les hormones produites par un ovaire artificiel seraient plus sûres et mieux tolérées par le corps que les hormones synthétiques utilisées en hormonothérapie. Les pilules, les timbres et les injections qui fournissent l'oestrogène, la principale hormone qui favorise le développement des caractéristiques féminines, se sont avérés augmenter le risque de problèmes de santé comme les caillots sanguins et les lésions hépatiques.

Encore plus futuriste est un ovaire artificiel qui libère des œufs. Ces œufs pourraient être récoltés dans l'ovaire et fécondés in vitro, permettant ainsi à une femme transgenre d'avoir un enfant utilisant une mère porteuse. Finalement, un ovaire artificiel et une greffe de l'utérus pourraient permettre à une femme transgenre de concevoir et de mener un enfant à terme.

Augmentation de la fertilité

Un ovaire artificiel produisant des œufs pourrait aider les femmes ayant des problèmes de fertilité d'origine ovarienne, tels que le syndrome des ovaires polykystiques, qui touche près d'une femme sur 10. Le SOPK est causé par les niveaux élevés d'une hormone appelée androgène. De nombreuses femmes atteintes du SOPK ont du mal à tomber enceinte et certaines ne laissent jamais sortir d'œufs.

Les femmes présentant une insuffisance ovarienne prématurée ou une insuffisance ovarienne primaire pourraient également en bénéficier.

Chez les femmes atteintes de cette maladie, les ovaires cessent de fonctionner avant l'âge de 40 ans, entraînant des symptômes d'infertilité et de ménopause. Dans les deux cas, un ovaire pourrait être enlevé et un artificiel pourrait être implanté sur place.

Un ovaire artificiel pourrait également prolonger la fertilité d’une femme afin qu’elle puisse attendre plus tard dans la vie avant d’avoir un enfant. «Vous pouvez théoriquement prolonger la vie d'un ovaire au-delà de la ménopause», déclare Carson.

Remplacement du remplacement hormonal

Emmanuel Opara, professeur à la Wake Forest Institute pour la médecine régénérative, pense qu'un ovaire artificiel pourrait être bénéfique pour les femmes ménopausées, même si elles ne veulent pas avoir d'enfants à ce stade de leur vie.

Comme chez les femmes transgenres, les hormones produites par l'ovaire artificiel pourraient être plus sûres et plus efficaces que les versions synthétiques. Beaucoup de femmes se tournent vers le traitement hormonal substitutif, ou THS, lorsqu'elles atteignent la ménopause, car leurs ovaires deviennent plus petits et libèrent moins d'hormones comme l'œstrogène et la progestérone. Cela peut provoquer des bouffées de chaleur, une sécheresse vaginale, des problèmes de sommeil, un gain de poids et, pire encore, une détérioration des os. Le THS n’est pas recommandé pour une utilisation à long terme, car il semble augmenter le risque d’accident vasculaire cérébral, de caillots sanguins, de crise cardiaque et de cancer du sein et de l’ovaire.

Et si une femme de 75 ans voulait un ovaire artificiel pour avoir un enfant?

Opara et ses collègues ont fabriqué des ovaires de rat en isolant deux types principaux de cellules trouvées dans les ovaires - les cellules de la granulosa et du thèque - et en les transformant en boules de tissu tridimensionnelles. Ils ont implanté les ovaires dans le tissu adipeux du rat juste sous la peau recouvrant l’abdomen. Une semaine plus tard, les organes artificiels ont commencé à produire de l'œstrogène, de la progestérone et deux autres hormones non utilisées en hormonothérapie substitutive. Les animaux à ovaires artificiels présentaient moins de graisse corporelle et une meilleure santé osseuse que ceux à qui des hormones de synthèse avaient été administrées.

Cet ovaire artificiel était capable de produire des hormones qui fluctuaient pendant trois mois. Selon Opara, un ovaire fabriqué en laboratoire pourrait produire des taux d'hormones correspondant aux besoins de l'organisme - un avantage par rapport au THS.

Questions sans réponse

Avant qu'un ovaire artificiel ne devienne une réalité, il faudra le tester sur de gros animaux pour s’assurer qu’il est sans danger et de longue durée. Monica Laronda, endocrinologue spécialiste de la reproduction et collaboratrice de Woodruff à la Northwestern University, prévoit de tester ensuite l’ovaire imprimé en 3D de son équipe chez les porcs. Le groupe pense également qu'il peut commencer à augmenter la durée pendant laquelle un ovaire artificiel peut fonctionner. L'astuce consiste à ensemencer un plus grand nombre de follicules immatures, dont certains resteront en dormance, alors que d'autres deviendront des œufs matures plus tôt. Laronda et son équipe ont découvert que la structure de l'ovaire artificiel était directement liée au fait que les follicules survivent ou non dans l'ovaire.

Cynthia Stuenkel, professeure de médecine clinique à l’Université de Californie à San Diego et porte-parole de la Endocrine Society, a toutefois de grandes questions à résoudre. Elle dit que l'idée d'un ovaire artificiel est excitante mais qu'elle s'inquiète de la possibilité que les hormones ramènent des règles chez les femmes ménopausées. «Après la ménopause, les femmes ne craignent généralement pas de ne pas avoir leurs cycles menstruels mensuels», dit-elle.

Un autre problème est que le tissu du donneur serait nécessaire pour fabriquer des ovaires artificiels pour les femmes transgenres ou celles qui n’ont pas de tissu ovarien sain. Il y a toujours une chance que le corps du destinataire le rejette.

Finalement, un ovaire artificiel et une greffe de l'utérus pourraient permettre à une femme transgenre de concevoir et de mener un enfant à terme.

Il y a aussi la question de savoir s’il y aurait une limite d’âge pour obtenir un ovaire artificiel capable de produire des œufs. Par exemple, Opara se demande: Et si une femme de 75 ans voulait un ovaire artificiel pour avoir un enfant? De nombreuses cliniques de fertilité ont une limite d'âge de 45 à 50 ans pour la fécondation in vitro, par souci de complications de grossesse lorsque les femmes vieillissent. Il existe également l’idée, imposée par certains médecins spécialistes de la fertilité, selon laquelle une femme ou son partenaire devrait avoir assez d’espérance de vie pour pouvoir prendre soin d’un enfant.

Les premières choses d'abord. L’utilisation la plus immédiate des ovaires artificiels consistera à tester les traitements de fertilité et d’autres médicaments en laboratoire, avant que les femmes n’en obtiennent, afin de s’assurer qu’ils sont en sécurité. Et les premières personnes à se faire implanter des ovaires artificiels seront probablement des patients atteints de cancer. «Pour les patients pédiatriques, nous ne parlons pas seulement de fertilité, nous souhaitons également restaurer le système endocrinien, responsable du développement sain», déclare Woodruff. "C'est vraiment un besoin non satisfait."