Les phospholipases, enzymes clés de la physiologie spermatique

Quels enjeux thérapeutiques ?

Do phospholipases, key enzymes in sperm physiology, represent therapeutic challenges?

¹ Équipe génétique, infertilité et thérapeutiques, laboratoire AGIM (âge, imagerie et modélisation), CNRS FRE3405, 38700 La Tronche, France
² Université Joseph Fourier, Grenoble, 38000, France
³ Department of veterinary and animal sciences, university of Massachusetts-Amherst, Amherst, 01003 MA, États-Unis
⁴ Centre hospitalo-universitaire (CHU) de Grenoble, centre d’assistance médicale à la procréation - centre d’étude et de conservation des œufs et du sperme (AMP-CECOS), Grenoble, 38043, France
⁵ CNRS, UMR7275, Sophia Antipolis, Valbonne, 06560, France
⁶ Université de Nice-Sophia Antipolis, Valbonne, 06000, France
⁷ CHU de Grenoble, unité fonctionnelle (UF) de biochimie et génétique moléculaire, Grenoble, 38000, France

^* christophe.arnoult@ujf-grenoble.fr

Résumé

Chez les mammifères, la physiologie du spermatozoïde dans les voies génitales femelles est complexe, et plusieurs étapes bien définies doivent être franchies pour que le spermatozoïde puisse féconder l’ovocyte. Les phospholipases, qui permettent de contrôler la composition lipidique du spermatozoïde en hydrolysant les phospholipides de manière très spécifique, sont impliquées dans des mécanismes aussi variés que le contrôle du battement flagellaire, la capacitation, la réaction acrosomique, ainsi que dans le déclenchement des oscillations calciques de l’ovocyte qui entraînent l’activation ovocytaire. Deux phospholipases, la PLCζ et la PLA₂ sécrétée de groupe X, pourraient représenter des cibles thérapeutiques pour lutter contre l’infertilité masculine.

Abstract

The spermatozoon is one of the most differentiated cells in mammals and its production requires an extremely complex machinery. Subtle but critical molecular changes take place during capacitation, which comprises the last series of maturation steps that naturally occur between the cauda epididymidis where spermatozoa are stored and their ultimate destination inside the oocyte. Phospholipases, by hydrolyzing various phospholipids, have been found to be critical in sperm processes such as 1) the control of flagellum beats, 2) capacitation - the molecular transformations preparing the sperm for fertilization, 3) acrosome reaction and 4) oocyte activation by eliciting calcium oscillations. The emerging important role of phospholipases is also emphasized by the fact that alterations of sperm lipids can lead to infertility. Phospholipases may represent valuable targets to develop anti- and pro-fertility drugs. Results obtained in mice are encouraging, since treatment of sperm with recombinant sPLA₂ of group X, known to be involved in capacitation, improves fertilization in vitro, while co-injection of PLCζ RNA with infertile sperm restores oocyte activation.