La grossesse de Cara Gormally a été assombrie par le chagrin. En tant que femme homosexuelle souhaitant avoir un bébé, la professeure de biologie avait pensé que trouver un donneur de sperme serait le seul obstacle auquel elle et son partenaire étaient confrontés. Mais grâce aux compétences organisationnelles de Gormally et à son amour pour les listes, le couple a trouvé un donneur avec une relative facilité.

Puis, Gormally a lutté pour concevoir. Chaque mois apportait une nouvelle déception et une nouvelle perte.

« Une si grande partie du processus dépendait d’un hasard déchirant », dit-elle. Les montagnes russes émotionnelles et financières étaient épuisantes.

Mais ce n’était pas le plus difficile. Le couple avait accepté que, même s’il voulait un bébé, leur enfant n’aurait pas de lien biologique avec le conjoint de Gormally.

« J’ai eu du chagrin à l’idée que notre enfant ne serait pas génétiquement lié à nous deux », dit Gormally. « J’aspirais à l’impossible sur le plan biologique. »

Mais maintenant, un nouvel ensemble de technologies a le potentiel de changer ce qui est possible – permettant aux partenaires de même sexe d’avoir des enfants qui partagent leur matériel génétique, tout comme les couples hétérosexuels.

Inconcevable

Chez les mammifères, à peu près toutes les cellules du corps portent deux ensembles de matériel génétique. Un ensemble provient de maman et l’autre de papa. Les œufs et les spermatozoïdes sont les seules exceptions ; ils n’ont qu’un seul ensemble. Puis, lorsqu’un spermatozoïde féconde un ovule, ces deux ensembles se combinent, rétablissant le nombre habituel à deux ensembles par cellule.

La maman et les autres partenaires du même sexe sont actuellement barrés de leurs rêves par un phénomène appelé empreinte génomique. Il utilise une étiquette distincte de chaque parent pour marquer l’ADN que les mammifères transmettent à leur progéniture. Ce processus garantit que, pour un petit pourcentage de gènes, nous n’exprimons que la copie du matériel génétique fournie par notre mère ou notre père. Lorsque ce processus d’empreinte se dérègle, les enfants peuvent se retrouver avec des régions génétiques inactives qui provoquent des fausses couches, des défauts de développement et des cancers.

Pendant cette empreinte génomique, la collection distincte de marques de maman désactive généralement certains gènes, de sorte que seule la copie de papa est exprimée. Et papa imprime ses propres marques qui ne laissent que la copie maternelle active. (La plupart des empreintes réduisent l’expression des gènes au silence, mais certaines l’activent.) C’est un problème pour les couples de même sexe qui veulent avoir un bébé. Si les deux jeux de gènes d’une progéniture proviennent de l’ADN maternel, par exemple, les deux copies des gènes imprimés seront désactivées. L’embryon ne peut donc fabriquer aucun des produits de ces gènes.

« Nous n’obtenons pas l’ensemble des produits dont nous avons besoin pour subir un développement correct à moins d’avoir une contribution à la fois maternelle et paternelle à un œuf fécondé », explique Marisa Bartolomei, généticienne à l’Université de Pennsylvanie à Philadelphie, qui a découvert l’un des premiers gènes imprimés chez la souris.

Les scientifiques ont découvert l’empreinte génomique chez les mammifères il y a environ 30 ans. Au cours d’expériences menées au milieu des années 1980, les chercheurs ont retiré les contributions génétiques maternelles ou paternelles d’œufs de souris nouvellement fécondés. Ils ont ensuite transféré un deuxième ensemble de gènes provenant d’une autre souris afin de créer des embryons avec soit deux ensembles de matériel génétique féminin, soit deux ensembles de matériel génétique masculin. Une souris de substitution a pu assurer la gestation des embryons, mais aucun n’a survécu. Ces résultats montrent que le développement normal nécessite du matériel génétique provenant à la fois du père et de la mère. Plus encore, les résultats ont révélé que les matériels génétiques maternel et paternel diffèrent l’un de l’autre de manière significative.

Des expériences ultérieures ont révélé que les souris se développaient différemment selon qu’elles se trouvaient recevoir les deux copies de certaines régions de l’ADN d’un parent (plutôt qu’une copie de chaque parent).

Les souris avec des queues en épingle à cheveux en étaient des exemples parlants. Lorsque les chercheurs ont supprimé du génome de la mère la région génétique responsable de la queue en épingle à cheveux, les embryons de souris ont grandi et sont morts au milieu de la gestation. En revanche, la suppression de la même région du génome paternel n’a eu aucun effet sur la croissance ou le développement des rongeurs.

Dans les trois décennies qui ont suivi, les chercheurs ont trouvé davantage de gènes imprimés (ils soupçonnent qu’il en existe entre 100 et 200) et les étiquettes moléculaires qui les réduisent au silence. Les scientifiques ont également fait des progrès en reliant les défauts d’empreinte aux troubles du développement chez l’homme. Mais depuis le début, les chercheurs savent que l’empreinte empêche les parents de même sexe d’avoir des enfants.

Editer l’impossibilité

En octobre 2018, des chercheurs ont surmonté cette impossibilité chez la souris. En supprimant des régions imprégnées, Wei Li et une équipe de l’Académie chinoise des sciences de Pékin ont produit des souris saines issues de deux mamans. Les chercheurs ont également créé pour la première fois des petits de souris issus de deux papas. Cependant, la progéniture est morte quelques jours seulement après la naissance.

Malgré cette perte, Li est optimiste. « Cette recherche nous montre ce qui est possible », dit-il.

Pour surmonter la barrière de l’empreinte, Li et ses collègues chercheurs se sont tournés vers CRISPR, une technique d’édition de gènes qui a rendu la modification des génomes plus facile que jamais. Ils ont utilisé cet outil pour supprimer des régions génétiques de cellules souches embryonnaires provenant de mères de souris. Les chercheurs ont ensuite injecté ces cellules souches modifiées dans l’ovule d’une souris femelle, puis ont utilisé une troisième souris femelle de substitution pour porter le fœtus à terme.

L’équipe avait déjà connu un certain succès deux ans plus tôt lorsqu’elle avait créé des souriceaux avec deux mères génétiques en supprimant deux régions imprimées. Bien que ces souris bimaternelles aient également atteint l’âge adulte et aient produit leurs propres petits, elles ont développé des défauts de croissance. En moyenne, les souris bimaternelles étaient 20 % plus légères que leurs homologues hétéroparentales. Dans leur dernière étude, Li et son équipe ont également supprimé une troisième région des gènes des mères, ce qui a rétabli la croissance normale des animaux.

Mais les scientifiques ont dû franchir quelques obstacles supplémentaires pour générer des souris avec deux pères génétiques. Ils ont découvert, par un processus d’essais et d’erreurs, qu’ils devaient supprimer deux fois plus de régions imprégnées chez les souris bipaternelles que chez les souris bimaternelles. Au total, l’équipe a supprimé sept régions imprimées pour réussir à créer des souris issues de deux pères.

Mais les chiffres ne jouaient pas en leur faveur. Seuls deux pour cent et demi des embryons sont arrivés à terme et moins de la moitié d’un pour cent a vécu deux jours. Aucun n’a atteint l’âge adulte.

« Les souris bipaternelles produites ne sont pas viables, ce qui implique que davantage d’obstacles doivent être franchis pour favoriser leur survie postnatale, si possible », explique Li. « Le taux de natalité plus faible, d’autre part, implique l’existence d’une barrière inconnue qui entrave le développement des embryons bipaternels. »

En revanche, les souris bimaternelles se sont beaucoup mieux portées. Ces souris ont atteint l’âge adulte et étaient suffisamment saines pour avoir leurs propres petits en s’accouplant avec des souris mâles typiques. Elles se sont également comportées de la même manière que les souris témoins. D’après ce que les chercheurs ont pu constater, les souris bimaternelles semblent aussi saines et normales que n’importe quelle autre souris de laboratoire.

« Cela ne signifie pas qu’elles sont normales sous tous les aspects », prévient Li. « On ne peut pas étudier tous les aspects dans des conditions expérimentales restreintes avec un nombre limité d’animaux. »

Malgré le succès des chercheurs, Li affirme que la technique n’est pas prête à être utilisée chez l’homme. « On n’insiste jamais assez sur les risques et l’importance de la sécurité avant toute expérience sur l’homme », dit-il, notamment en ce qui concerne la descendance bipaternelle, qui actuellement « est gravement anormale et ne peut pas survivre jusqu’à l’âge adulte. »

La descendance bimaternelle est plus prometteuse. L’équipe s’efforce maintenant de transposer ses découvertes aux singes. Et ce travail pourrait rapprocher l’impossible du faisable pour les humains.

Recréer un potentiel

La recherche de Li est encourageante mais elle est loin d’aider Gormally et son conjoint. Cependant, ce n’est pas non plus la seule chance pour les couples de même sexe. Une autre nouvelle technologie appelée gamétogenèse in vitro, ou IVG, pourrait être une autre voie potentielle pour les couples de même sexe d’avoir leurs propres enfants.

Les scientifiques utilisent cette technique pour fabriquer des ovules et des spermatozoïdes à partir d’autres cellules du corps. Pour ce faire, les biologistes reprogramment d’abord des cellules de peau adultes pour qu’elles deviennent des cellules souches. Ensuite, ils stimulent les cellules souches dérivées de la peau pour qu’elles se développent en ovules ou en spermatozoïdes.

Des chercheurs japonais ont maintenant perfectionné la technique chez la souris. Et dans des travaux révolutionnaires, Katsuhiko Hayashi et Mitinori Saitou et leur équipe ont généré des ovules fonctionnels à partir de cellules de queue de souris.

Les chercheurs ont ensuite fécondé les ovules avec du sperme de souris mâles et implanté les embryons dans des mères porteuses. Les rejetons ont grandi en bonne santé et sont devenus fertiles. En principe, cette approche pourrait permettre aux cellules de la peau d’une femme d’être transformées en spermatozoïdes et utilisées pour féconder l’ovule de son partenaire.

L’IVG pourrait transformer la capacité des couples de même sexe à avoir leurs propres enfants. « Si cela avait été possible à l’époque, nous aurions certainement essayé de le faire », déclare Mme Gormally, qui est maintenant l’heureuse mère d’un bambin grâce au donneur de sperme de son conjoint et elle.  » Un total changement de jeu. « 

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