Pour maintenir la biodiversité, les chercheurs stockent essentiellement des cellules germinales dans de l’azote liquide. Mais cette technique est difficile, coûteuse et facilement perturbée lors de catastrophes. En utilisant la lyophilisation, des clones de souris sains et fertiles ont été produits, ce qui ouvre la voie à une méthode plus sûre et économique. Toutefois, les chercheurs ont obtenu un taux de réussite de seulement 0,2 à 5,4%.
Il est nécessaire de préserver les ressources génétiques des espèces afin de maintenir leur survie, notamment en cas de propagation de maladies inconnues ou de changements environnementaux, tels que le réchauffement climatique. Dans ce but, les scientifiques utilisent déjà des cellules congelées pour produire des animaux clonés, comme des moutons, des rats ou encore des lapins.
Bien que le clonage ne soit pas le moyen le plus simple de stocker du matériel génétique pour l’avenir, il permet de disposer de l’ensemble du matériel génétique d’un animal. Actuellement, les cellules utilisées pour le clonage peuvent être cryoconservées dans de l’azote liquide, dont l’utilisation présente cependant des inconvénients : le coût de la maintenance est élevé et, en cas de catastrophe, l’approvisionnement en azote liquide peut être interrompu ou détruit.
Lyophilisation : plus sûre et moins coûteuse que l’azote liquide
« Pour résoudre ce problème, nous avons développé une technique de lyophilisation pour les spermatozoïdes de souris », écrivent les chercheurs, dirigés par Sayaka Wakayama de l’Université de Yamanashi au Japon, dans leur nouvel article. « Nous montrons que les cellules somatiques lyophilisées peuvent produire des clones sains et fertiles, ce qui suggère que cette technique peut être importante pour la mise en place de solutions alternatives, moins coûteuses et plus sûres, de biobanques sans azote liquide ».
Le procédé a déjà été utilisé par le passé, mais l’expérience n’avait abouti qu’à des embryons de souris de stade précoce — appelés blastocystes. Dans leurs derniers travaux, les chercheurs ont congelé des cellules de peau de queues de souris, conservées à -30 °C jusqu’à 9 mois après le traitement de lyophilisation. Si tous les spermatozoïdes sont morts après le processus, leur ADN est resté intact et ils ont pu être utilisés pour créer des blastocystes par transfert nucléaire.
Ces embryons de stade précoce ont servi à constituer des stocks de cellules souches, ensuite insérées dans des œufs de souris dépourvus de leurs propres noyaux, ce qui a donné naissance à des embryons de souris. Nommée Dorami, la première souris clonée a été suivie de 74 autres.
Les chercheurs ont obtenu des souris femelles et mâles saines et fertiles, mais le taux de réussite n’a atteint que 0,2 à 5,4%. « À ce jour, les seules cellules qui ont produit une descendance après lyophilisation sont les spermatozoïdes matures », écrivent les auteurs. « La collecte de spermatozoïdes de mâles infertiles et d’ovocytes/embryons de femelles fertiles est difficile ». En outre, il sera nécessaire de montrer que les cellules lyophilisées peuvent être conservées indéfiniment pour qu’elles constituent une solution efficace sur le long terme.
Le meilleur moyen de stocker le matériel génétique des espèces
Les chercheurs estiment que la lyophilisation pourrait être la meilleure technique pour préserver les ressources génétiques pendant une longue période de manière sûre, peu coûteuse et indépendante du lieu. « La capacité de stocker du matériel génétique est extraordinairement importante, non seulement pour conserver des échantillons d’espèces, mais aussi leur variation génétique », a réagi la Dr Alena Pance, maître de conférences en génétique à l’école des sciences de la vie et de la médecine de l’université du Hertfordshire.
« En outre, des techniques moins coûteuses et plus efficaces de stockage du matériel génétique seraient très utiles pour le stockage des ressources existantes de lignées cellulaires, de lignées de cellules souches et d’une grande variété d’échantillons. L’approche décrite dans ce travail offre une alternative aux méthodes actuelles de mise en banque, et permettre des températures moins contraignantes serait certainement un grand avantage », ajoute-t-elle.
Surtout utilisée dans l’industrie alimentaire pour conserver intacts les nutriments, la lyophilisation permet de transformer l’eau en glace, sans que la glace ne perce les parois cellulaires. Jusqu’à présent, cette même équipe de chercheurs avait obtenu des descendants sains à partir de sperme lyophilisé conservé dans un tiroir de bureau pendant plus d’un an.
