Malformations de l’appareil flagellaire du spermatozoïde impliquées dans l’infertilité chez l’homme

Abstract

> La morphogenèse du flagelle du spermatozoïde humain fait intervenir des processus et des composants cellulaires spécifiques. Des malformations des différentes structures internes du flagelle (axonème et structures périaxonémales) sont associées à une infertilité. Ces malformations peuvent être classées en 15 phénotypes principaux dont la majorité sont associées à une consanguinité et/ou une incidence familiale, suggérant une origine génétique, bien qu'à ce jour très peu de gènes aient été formellement impliqués. < Structure et mise en place du flagelle chez l'hommeLa formation du flagelle du spermatozoïde fait intervenir des processus morphogénétiques complexes et spécifiques de la spermiogenèse, dont les mécanismes moléculaires restent pour la plupart non éluci-dés. Ces processus, ainsi que plusieurs anomalies morphologiques du spermatozoïde humain, ont été particulièrement bien décrits, sur la base d'observations en microscopique électronique, dans deux atlas de référence [3,4] ; ils sont schématisés dans la Figure 1A. Le flagelle du spermatozoïde peut être décomposé en quatre principaux segments : la pièce connective, la pièce intermédiaire, la pièce principale et la pièce terminale (Figure 1B). La pièce connective, région la plus proximale du flagelle, est ancrée sur le noyau et renferme les deux centrioles. Le centriole distal se prolonge par l'axonème, lui-même associé à des fibres denses de longueurs inégales (Figures 2A, 2B). La région juxtaproximale, appelée pièce intermé-diaire, est composée de mitochondries disposées en hélice autour des fibres denses et de l'axonème. La pièce intermédiaire est connectée à la pièce principale par l'annulus, aussi appelé anneau de Jensen. La pièce principale comprend les structures axiales du flagelle : elles ne sont pas recouvertes de mitochondries (axonème associé ou non à des fibres denses) mais sont entourées par la gaine fibreuse. Finalement, la pièce terminale, région la plus distale du flagelle, ne comprend que l'axonème (Figure 2A). L'ensemble de ces structures flagellaires, interconnectées les unes avec les autres, est recouvert par la membrane plasmique. C'est cette cohésion structurale qui assure le maintien de

Les phospholipases, enzymes clés de la physiologie spermatique

“…Ce calcium est relâché via le récepteur de l'IP3 (canal calcique), l'IP3 provenant de l'hydrolyse du PIP2 par une PLC (voir plus loin) [20]. De plus, plusieurs études ont montré que certaines asthénozoosper-mies (absence ou faible mobilité des spermatozoïdes [47] (➜) sont associées chez l'homme à une composition lipidique défectueuse, caractérisée par un excès de cholestérol et de desmostérol, une faible concentration d'acide gras polyinsaturés (dont l'acide docosahexaénoïque) et une augmentation du contenu en acides gras saturés [21,22]. Ces résultats indiquent que la composition lipidique est un élément crucial pour un fonctionnement optimal du flagelle, et que toute altération des enzymes impliquées dans le contrôle de la composition lipidique de la membrane plasmique peut entraîner une asthénozoospermie chez l'homme [21,22] et la souris [23].…”

“…Chez l'homme, la PLC se présente sous la forme d'un anneau à la base de l'acrosome. Sa localisation subcellulaire reste encore peu comprise mais la présence d'un acrosome est nécessaire puisque cette protéine est absente des spermatozoïdes de patients atteints de globozoospermie [35,47]. La PLC a la particularité d'être extrêmement sensible au calcium, et on pense qu'elle est naturellement active aux concentrations cytosoliques de calcium (10-100 nM) [36].…”

Essential Role of CFAP53 in Sperm Flagellum Biogenesis

“…Recently, SUN5, PMFBP1, HOOK1, BRDT, TSGA10, and CEP112 have been found to be involved in the assembly of the HTCA, and mutations in these genes are associated with acephalic spermatozoa syndrome (Zhu et al, 2016(Zhu et al, , 2018Li et al, 2017;Chen et al, 2018;Sha et al, 2018Sha et al, , 2020aShang et al, 2018). Abnormalities of the axoneme and accessory structures mainly result in asthenozoospermia, which is associated with morphological flagellar defects such as abnormal tails, irregular mitochondrial sheaths, and irregular residual cytoplasm (Escalier and Touré, 2012;Tu et al, 2020). Previous studies have identified several flagella-associated genes, including AKAP3, AKAP4, TTC21A, TTC29, FSIP2, DNAH1, DNAH2, DNAH6, DNAH8, DNAH17, and DZIP1, that are involved in sperm flagellum biogenesis (Turner et al, 2001;Ben Khelifa et al, 2014;Martinez et al, 2018;Li Y. et al, 2019;Liu C. et al, 2019;Tu et al, 2019;Liu et al, 2020b;Lv et al, 2020;Sha et al, 2020b).…”