Chaque année, environ 2 550 nouveaux cas de cancer sont diagnostiqués chez les enfants et les adolescents en France. Les traitements par chimiothérapie et/ou radiothérapie, bien que plus efficaces, ont une toxicité reconnue sur les cellules souches spermatogoniales. La congélation de tissu testiculaire prépubère est proposée à ces patients dans les situations où le traitement est à risque majeur d’altération définitive des gonades. Notre équipe a été à l’origine du développement de la procédure de conservation du tissu testiculaire prépubère, qui a été mise à disposition au niveau national pour la pratique médicale actuelle. Cette procédure de préservation de la fertilité est réalisée dans la majorité des cas dans le champ du cancer, avant allo- ou autogreffe de cellules souches hématopoïétiques. Plusieurs stratégies de restauration de la fertilité pourraient être envisagées pour produire des spermatozoïdes à partir du tissu testiculaire décongelé : la maturation in vivo (greffe de tissu testiculaire, transplantation de spermatogonies) ou la maturation in vitro (culture de cellules testiculaires, culture organotypique). La maturation in vitro du tissu testiculaire prépubère (spermatogenèse in vitro) pourrait être proposée aux patients pour lesquels la maturation in vivo n’est pas indiquée (localisation testiculaire de cellules tumorales résiduelles). Les différentes approches de restauration de la fertilité sont actuellement au stade expérimental et font l’objet d’études dans les modèles animaux principalement.

Notre équipe est la deuxième au niveau international à avoir obtenu une spermatogenèse complète in vitro à partir de tissu testiculaire de souris prépubère frais ou décongelé, en utilisant le système de culture organotypique en interphase gaz-liquide (Arkounet al., 2015, 2016 ; Dumont et al., 2015). Cette spermatogenèse in vitro reproduit les différentes étapes et mécanismes physiologiques observés in vivo (Rondanino et al., 2017 ; Oblette et al., 2019). Nous avons évalué pour la première fois la qualité nucléaire des spermatozoïdes de souris générés in vitro, qui est comparable à celle observée dans les conditions physiologiques et montré qu’ils sont capables de féconder un ovocyte et d’assurer un développement embryonnaire normal (Oblette et al., 2017, 2021). Nous avons récemment montré la possibilité d'obtenir une spermatogenèse complète in vitro à partir de tissu testiculaire de souris prépubère pré-exposée à la vincristine ou au cyclophosphamide ou à l’association vincristine-cyclophosphamide à des doses faiblement gonadotoxiques (Delessard et al., 2022).

Malgré l’optimisation de la composition des milieux de culture organotypique (Arkounet al., 2015, 2019 ; Dumont et al., 2016, 2021), la production de spermatozoïdes reste un événement rare, retrouvé seulement dans quelques tubes séminifères chez la souris. Dans le modèle rat, la spermatogenèse in vitro progresse jusqu’au stade spermatide en élongation dans de rares tubes séminifères (Saulnier et al., 2023).Nos analyses transcriptomiques récentes ont permis de comparer au niveau moléculaire la première vague de la spermatogenèse in vitro et in vivo chez la souris et le rat et d’identifier des gènes différentiellement exprimés entre ces deux conditions (Saulnier et al., 2022 ; Dumont et al., 2023). Ces données sont actuellement exploitées pour optimiser le système de culture organotypique.

La congélation du tissu testiculaire est actuellement proposée lorsqu'un garçon ou un adolescent qui n'a pas pu conserver ses spermatozoïdes doit recevoir un traitement particulièrement gonadotoxique, principalement avant une allo- ou autogreffe de cellules souches hématopoïétiques et principalement dans le champ du cancer. En France, la première congélation de tissu testiculaire de garçons prépubères a été réalisée en 2007 dans notre laboratoire. A ce jour, en France, plus de 1000 patients ont bénéficié du protocole de congélation du tissu testiculaire développé au sein de notre équipe de recherche.Les changements histologiques induits par la congélation, les pathologies ou les traitements associés ont été évalués.Les scores de qualité des tissus sont augmentés après décongélation, mais restent en faveur d'une bonne préservation de l'architecture et du contenu des tubules séminifères.Le nombre de spermatogonies ainsi que le pourcentage de spermatogonies capables de proliférer ne varient pas après décongélation. Une diminution du nombre de spermatogonies est observée après l'introduction d'agents alkylants.Les agents alkylants ont un effet systématiquement néfaste sur les spermatogonies. Il semble préférable de proposer, chez les garçons (pré)pubères, une conservation du tissu testiculaire dès que le protocole de chimiothérapie envisagé comporte des agents alkylants avec une dose équivalente de cyclophosphamide > 4000 mg/m2.