Une nouvelle étude révèle pourquoi il est difficile pour les humains d’avoir un enfant

Pourquoi est-il difficile pour les humains d’avoir un enfant ?

Une nouvelle étude d’un chercheur du Milner Center for Evolution de Université de Bath Cela indique que les « chromosomes égoïstes » sont responsables de la mort prématurée de la majorité des embryons humains. Recherche publiée dans Plus Biologie, explique pourquoi les embryons humains ne survivent souvent pas alors que les embryons de poisson vont bien. Cette découverte a également des implications pour le traitement de l’infertilité.

Avant qu’une femme ne se rende compte qu’elle est enceinte, plus de la moitié des ovules fécondés meurent trop tôt. Tragiquement, après quelques semaines, beaucoup de celles qui survivent pour devenir des grossesses reconnaissables, avortent brusquement. Ces fausses couches sont scandaleusement fréquentes et extrêmement dérangeantes.

Le directeur du Milner Center for Evolution, le professeur Lawrence Hearst, a étudié pourquoi, après des milliers d’années d’évolution, il est encore si difficile pour les humains d’avoir des enfants.

La cause directe de bon nombre de ces décès prématurés est que les fœtus ont le mauvais nombre de chromosomes. Les ovules fécondés doivent contenir 46 chromosomes, 23 de la mère dans l’ovule et 23 du père dans le sperme.

Le professeur Hirst a déclaré: « De nombreux fœtus ont le mauvais nombre de chromosomes, souvent 45 ou 47, et presque tous ces fœtus meurent dans l’utérus. Même dans des cas comme le syndrome de Down avec trois copies du chromosome 21, environ 80% n’atteindront malheureusement pas la limite inférieure. « .

Pourquoi alors le gain ou la perte d’un seul chromosome devrait-il être si courant tout en étant aussi mortel ?

Il y a un certain nombre d’indices que Hearst a rassemblés. Premièrement, lorsqu’un fœtus contient le mauvais nombre de chromosomes, cela est généralement dû à des erreurs qui se produisent lorsque les ovules sont fabriqués chez la mère, et non lorsque le sperme est fabriqué chez le père. En fait, plus de 70 % des œufs fabriqués ont le mauvais nombre de chromosomes.

Deuxièmement, des erreurs se produisent dans les deux premières étapes de la fabrication des œufs. Cette première étape était, comme indiqué précédemment, sujette à des mutations qui interfèrent avec le processus, de sorte que la mutation pourrait « égoïstement » infiltrer plus de 50 % des ovocytes, forçant le chromosome partenaire à être détruit, un processus connu sous le nom de centrosomes. Cela a été bien étudié chez la souris, car il a longtemps été suspecté chez l’homme et il a déjà été suggéré qu’il était lié d’une manière ou d’une autre au problème de la perte ou du gain de chromosomes.

Ce que Hirst a remarqué, c’est que chez les mammifères, une mutation égoïste qui tente de le faire mais échoue, résultant en un œuf avec trop de chromosomes ou trop peu de chromosomes, peut encore mieux faire au cours de l’évolution. Chez les mammifères, puisque la mère nourrit constamment le fœtus en développement dans l’utérus, il est avantageux sur le plan de l’évolution que les embryons issus d’œufs défectueux soient perdus tôt plutôt que portés à pleine maturité. Cela signifie que la progéniture restante fait mieux que la moyenne.

Hirst a expliqué : « Cette première étape dans la fabrication des œufs est bizarre. L’un des chromosomes de la paire ira dans l’œuf et l’autre sera détruit. Mais si le chromosome « ​​sait » qu’il va être détruit, il n’a rien à perdre. Des preuves moléculaires notables ont récemment révélé que lorsque vous découvrez que certains chromosomes sont sur le point d’être détruits Au cours de cette première étape, ils modifient ce qu’ils font pour empêcher leur destruction, ce qui pourrait entraîner une perte ou un gain de chromosomes et la mort du fœtus.

« Ce qui est remarquable, c’est que si la mort fœtale profite à l’autre progéniture de cette mère, comme le chromosome égoïste est souvent chez les frères et sœurs qui reçoivent la nourriture supplémentaire, la mutation est mieux car elle tue les fœtus. »

« Les poissons et les amphibiens n’ont pas ce problème », a commenté Hurst. « Dans plus de 2 000 fœtus de poissons, aucun n’a été trouvé comme ayant des erreurs chromosomiques de la mère. » Les taux chez les oiseaux sont également très faibles, environ 1/25 du taux chez les mammifères. Ceci, souligne Hirst, est à prévoir dans la mesure où il y a une certaine compétition entre ses petits après leur éclosion, mais pas avant.

En revanche, la perte ou le gain de chromosomes est un problème pour tous les mammifères examinés. Hurst a commenté: « C’est un inconvénient de nourrir notre progéniture dans l’utérus. S’ils meurent tôt, les survivants en bénéficient. Cela nous rend vulnérables à ce type de mutation. »

Hirst soupçonne que les humains sont peut-être déjà particulièrement vulnérables. Chez la souris, la mort de l’embryon donne des ressources aux survivants de la même couvée. Cela donne une augmentation d’environ 10% des chances que les autres survivent. Cependant, les humains n’ont généralement qu’un seul bébé à la fois, et une mort fœtale précoce permet à la mère de se reproduire rapidement à nouveau – elle n’a probablement jamais su que l’ovule avait été fécondé.

Les données préliminaires montrent que les mammifères tels que les vaches, avec un fœtus à la fois, ont des taux particulièrement élevés de mort fœtale en raison d’erreurs chromosomiques, tandis que ceux qui ont de nombreux embryons dans leur couvée, comme les souris et les porcs, semblent avoir des taux inférieurs à Assez .

Les recherches de Hurst indiquent également que de faibles niveaux d’une protéine appelée Bub1 peuvent entraîner une perte ou un gain de chromosomes chez les humains ainsi que chez les souris.

« Les niveaux de Bub1 diminuent à mesure que les mères vieillissent et le taux de problèmes chromosomiques fœtaux augmente », a déclaré Hurst. « L’identification de ces protéines suppressives et l’augmentation de leur niveau chez les mères plus âgées peuvent restaurer la fertilité. »

« J’espère également que ces idées permettront d’aider les femmes qui ont des difficultés à concevoir ou qui font des fausses couches à répétition. »

Référence : « Le médium égoïste et l’extravagance dans la reproduction humaine » par Lawrence D. Hearst, 5 juillet 2022, disponible ici. Plus Biologie.
DOI : 10.1371 / journal.pbio.3001671