Journées du Collège 2006 – Tours – 16-18 Mars – L‘intégrine a6b1 spermatique est impliquée dans le processus de fusion gamétique chez la souris – Barraud-Lange V. 1 , Naud-Barriant N. 1 , Ziyyat A. 1 , Wolf JP. 1

L‘intégrine a6b1 spermatique est impliquée dans le processus de fusion gamétique chez la souris – Barraud-Lange V. 1 , Naud-Barriant N. 1 , Ziyyat A. 1 , Wolf JP. 1

Laboratoire de Biologie de la Reproduction , UFR SMBH, Université Paris 13, 74, rue Marcel Cachin, 93017 Bobigny, France. Service d’Histologie-Embryologie-Cytogénétique, Hôpital Jean Verdier (Assistance Publique-Hôpitaux de Paris), Bondy, France. ( jean-philippe.wolf@jvr.ap-hop-paris.fr ).

La fécondation résulte de la fusion des membranes du spermatozoïde et de l’ovocyte suivie de la pénétration de son noyau dans l’ooplasme. Cette fusion des membranes présente des analogies moléculaires importantes avec le mécanisme de la fusion des virus avec les cellules épithéliales et avec celui des cellules myoblastiques entre elles. La connaissance de ce mécanisme permettrait donc d’améliorer le diagnostic des stérilités inexpliquées, de concevoir de nouvelles formes de contraception, mais aussi de comprendre d’autres phénomènes de fusion. Sur la base de nombreux travaux impliquant peptides, anticorps et protéines recombinantes, l’intégrine a6b1 a été identifiée comme le récepteur ovocytaire de la fertiline b ( ADAM2 ) spermatique (Almeida et al., 1995; Takahashi et al., 2000) . Cependant, des tests d’inhibition menés sur des ovocytes dépellucidés, ainsi que des expériences de délétion de gènes sont venus remettre en question cette donnée. En effet, les ovocytes invalidés pour les sous-unités a6 ou b1 des intégrines sont fécondables et les souris dont les cellules germinales sont mutées pour la sous-unité b1 des intégrines sont fertiles (Miller et al., 2000  ; He et al., 2003) . La disparité de ces résultats pourrait s’expliquer par la présence éventuelle de l’intégrine a 6 b 1, également, sur le spermatozoïde de souris. Cependant, aucune étude n’a fait référence à cette hypothèse malgré la présence de l’intégrine a6b1 sur le spermatozoïde humain.

Nous avons recherché cette intégrine sur le spermatozoïde de souris et vérifié son implication dans la fusion gamétique. Nous avons, ainsi, montré en immunofluorescence que les sous-unités a6 et b1 des intégrines sont effectivement présentes à la surface du spermatozoïde de souris. Lors de fécondation in vitro (FIV) en cumulus intact, les anticorps monoclonaux anti- a6 et anti- b1 inhibent effectivement la fusion des gamètes, mais cet effet inhibiteur n’est pas retrouvé sur des ovocytes dépellucidés. Cela suggère que l’intégrine a6b1 , se redistribuant en patches à la surface de l’ovocyte, sous l’effet de la dépellucidation, est court-circuitée lors de FIV avec des ovocytes dépellucidés. Enfin, le ligand potentiel de l’intégrine a6b1 , la protéine ADAM2, est présent à la surface de l’ovocyte de souris.

Ainsi, la fertilité des souris femelles dont les ovocytes ont été délétés pour la sous-unité b1 des intégrines pourrait s’expliquer par le fait que ces souris ont été croisées avec des mâles sauvages. En effet, les cellules de la lignée myoblastique délétées pour la sous-unité b 1 des intégrines ne fusionnent pas entre elles alors qu’elles le font avec des myoblastes sauvages (Schwander et al., 2003) . Ce phénomène suggère que la présence de la sous-unité intégrine b1 sur une des deux membranes est suffisante pour que la fusion ait lieu. Nous formulons donc l’hypothèse selon laquelle il en est de même pour les gamètes. L’invalidation du gène de la sous-unité b1 des intégrines sur les deux lignées germinales permettra de vérifier cette hypothèse. Cette expérimentation est en cours d’évaluation. Si cette hypothèse s’avérait exacte, nous aurions une clé pour l’identification de toutes les molécules impliquées dans le complexe de fusion membranaire des gamètes.

Almeida, E. A., Huovila, A. P., Sutherland, A. E., Stephens, L. E., Calarco, P. G., Shaw, L. M., Mercurio, A. M., Sonnenberg, A., Primakoff, P., Myles, D. G. et al. (1995). Mouse egg integrin alpha 6 beta 1 functions as a sperm receptor. Cell 81, 1095-104.

He, Z. Y., Brakebusch, C., Fassler, R., Kreidberg, J. A., Primakoff, P. and Myles, D. G. (2003). None of the integrins known to be present on the mouse egg or to be ADAM receptors are essential for sperm-egg binding and fusion. Dev Biol 254, 226-37.

Miller, B. J., Georges-Labouesse, E., Primakoff, P. and Myles, D. G. (2000). Normal fertilization occurs with eggs lacking the integrin alpha6beta1 and is CD9-dependent. J Cell Biol 149, 1289-96.

Schwander, M., Leu, M., Stumm, M., Dorchies, O. M., Ruegg, U. T., Schittny, J. and Muller, U. (2003). Beta1 integrins regulate myoblast fusion and sarcomere assembly. Dev Cell 4, 673-85.

Takahashi, Y., Yamakawa, N., Matsumoto, K., Toyoda, Y., Furukawa, K. and Sato, E. (2000). Analysis of the role of egg integrins in sperm-egg binding and fusion. Mol Reprod Dev 56, 412-23.