Projet ANR-12-EMMA-0025 – FERTICHIP : Développement d’un test prédictif pour évaluer la présence testiculaire de cellules germinales et leur stade de maturité chez les hommes infertiles
Programme : Emergence (Emergence)
Année de financement : 2012
Coordinateur du projet : Monsieur Charles PINEAU (Institut de recherche santé environnement et travail - Plateforme 2 : « Plateforme Protéomique-Biogenouest (PPB))
Partenaires : Laboratoire public; INSERM TRANSFERT; Institut de Recherche en Santé, Environnement et Travail
Montant : 284975.0 euros
Date de début : 2013
Durée : 24 mois
Résumé : FERTICHIPDiagnostic de l'infertilité masculine
Developpemt d'un nouveau test de diagnosticA ce jour, chez les hommes souffrant d’infertilité sans présence d’obstruction mécanique des voies sécrétoires (50% des cas), il n’existe aucun test permettant de prédire la présence de spermatozoïdes dans le testicule. Chez ces hommes, la seule possibilité offerte aujourd’hui repose sur la réalisation d’une biopsie testiculaire dans l’espoir d’y trouver des cellules assez matures pour permettre une fécondation in vitro. Sachant que la biopsie testiculaire est positive seulement dans 50% des cas, ce test permettrait au clinicien un diagnostic rapide et non invasif de la présence de cellules « fécondantes » dans le testicule. Ainsi, l’équipe « demandeur » a mené une étude de protéomique visant à établir un répertoire des protéines du plasma séminal humain. La plateforme de bio-ingénierie des protéines a ainsi identifié et breveté 92 protéines spécifiques des cellules germinales qui pourraient, comme l’indiquent les premiers résultats, être utilisés comme des marqueurs prédictifs de la présence de cellules germinales matures dans les testicules des patients atteints d’azoospermie non obstructive (NOA).Le projet vise donc à : (1) Etablir une bio-banque de plasma séminaux afin poursuivre la validation des marqueurs sélectionnés ; (2) Développer le test Fertichip: ELSIA multiplex, développement d’une interface logicielle d’analyse de données; (3) Valoriser les résultats par la création d’une nouvelle société
Une approche Innovante de genomique intégrative couplée a la technologie robuste «ELISA«Nos travaux préliminaires couplant des analyse de génomique et e protéomique, ont conduit à l'identification dans le plasma séminal de plusieurs marqueurs spécifiques des cellules germinales matures chez l'homme. 92 protéines « marqueurs de fertilité » dans le sperme ont été identifié et sont utilisables pour développer un test prédictif non intrusif de la présence de spermatozoïdes testiculaires chez les hommes infertiles.Ce projet se poursuit par le développement d'anticorps spécifiques des protéines marqueurs de fertilité. Ces étapes sont réalisés par un prestataires extérieur spécialisé dans le domaine. Une fois les anticorps produits, ils seront validés sur un cohorte d'échantillons issus d'individu «normaux« puis chez des individus présentant des troubles de la fertilité. Le partenaires 2 du projet est en charge du recrutement des patients auprès des centre de fécondation in vitro.
Résumé de la soumission : Bien que l’absence de spermatozoïdes dans le sperme des hommes azoospermiques les rende infertiles, ces derniers ont malgré tout la possibilité de devenir pères grâce aux énormes progrès de l’aide médicale à la procréation (AMP) et à l’invention de l’ICSI (injection intracytoplasmique de spermatozoïdes). Les protocoles médicaux utilisés pour récupérer des spermatozoïdes sont particulièrement intrusifs (biopsies testiculaires) et ne permettent de récupérer des spermatozoïdes que dans 50% des cas chez les hommes présentant une azoospermie non-obstructive (NOA). De plus, ils peuvent entrainer des problèmes au niveau de la spermatogenèse ou induire une atrophie testiculaire. Pourtant, a ce jour, il n'existe aucune méthode prédictive suffisamment puissante pour évaluer la probabilité de récupérer des spermatozoïdes vivants à partir de biopsies testiculaires. Plusieurs indicateurs ont été proposés comme marqueurs indirects potentiels de la présence de spermatozoïdes dans le testicule. Ceux-ci incluent des paramètres d'examen physique, la mesure d'hormones circulantes et de facteurs sécrétés par des cellules Sertoli (inhibine A et B, AMH). Malheureusement, la biopsie testiculaire reste à ce jour la seule méthode pour évaluer la présence de spermatozoïdes dans les testicules de patients NOA. Cette situation justifie pleinement les travaux de recherche visant à la découverte et la validation de marqueurs de cellules germinales dans le plasma séminal humain, dont le dosage permettrait d’aider les cliniciens à prédire la positivité des biopsies testiculaires.Le plasma séminal est un fluide biologique de choix pour la découverte de biomarqueurs des pathologies de la reproduction. Ainsi, avons nous mené une étude de protéomique à grande échelle visant à établir un répertoire aussi exhaustif que possible des protéines du plasma séminal humain. Nous y avons ainsi caractérisé par une approche de génomique intégrative 92 protéines spécifiques des cellules germinales et de leur stade de maturation (spermatogonies, spermatocytes et spermatides) qui pourraient, comme l’indiquent nos premiers résultats, être utilisés comme des marqueurs prédictifs de la présence de cellules germinales dans les testicules des patients NOA.La recherche de biomarqueurs germinaux directement dans le sperme serait une méthode non invasive pertinente pour prédire la présence de cellules germinales utilisables en fécondation in vitro et orienter ou non les patients NOA vers une biopsie testiculaire. Ce test permettrait également de diagnostiquer le stade de maturité des cellules germinales présentes ou un syndrome Sertoli cell-only (absence totale de cellules germinales).Notre projet vise à : 1) développer le test Fertichip: un dosage ELISA multiplex permettant de prédire la présence de cellules germinales dans le testicule de patients NOA, de renseigner sur un arrêt de maturation de la spermatogenèse ou diagnostiquer un syndrome Sertoli cell-only ; 2) étendre notre réseau de cliniciens et construire une banque d'échantillons biologiques nécessaire à l’atteinte de nos objectifs ; et 3) valoriser nos résultats avec la création d’une nouvelle société qui aura la charge de développer plus avant notre test prototype et de le commercialiser. À notre connaissance, il n'existe aucune solution équivalente au test Fertichip sur le marché. Les avantages pour des cliniciens de l'AMP d’utiliser notre test devraient être multiples. Ils incluent une amélioration de la prise en charge des patients infertiles, le test devant permettre d’éviter le recours à des biopsies inutiles, une amélioration du conseil aux patients, la diminution de l'impact psychologique sur le couple et enfin une réduction du coût financier de l’AMP. Depuis les vingt dernières années le recours à l’AMP est en très forte augmentation et représente un marché en croissance. Le projet Fertichip répond donc à une demande socioéconomique dans les pays industrialisés et émergeants.
Résultats : Notre objectif à court terme est de produire des anticorps monoclonaux contre les 12 protéines prioritaires sélectionnées et de développer les test ELISA correspondant.
33 peptides (correspondant à 10 protéines) ont été élaboré et synthétisé. La première étape de production d'anticorps a été lancée.
Notre objectif sera ensuite de valider au moins 3 biomarqueurs sur une cohorte d'échantillons issus d'hommes présentant des troubles de la fertilité.
Dès que nous auront validé 3 marqueurs, nous pourrons poursuivre plus avant les discussion entamée avec les financeurs pour la création d'une société qui développera les tests «FERTICHIP«.
Perspectives : Le test Fertichip représente une méthode non invasive pour diagnostiquer la présence de spermatozoïdes dans le testicule de patients azoospermiques et pemettera d'éviter une biopsie testiculaire inutile. Cette étude devrait permettre également l'amélioration de nos connaissances sur le protéome de plasma séminal humain des hommes fertiles sains et des patients atteints d'azoospermie. En effet, ce projet vise à développer un test  simple non invasif qui répondra aux questions suivantes :
• Des cellules germinales matures sont-elles présentes ?
• Quel est stade de maturation des cellules germinales présentes?
• Est-ce un syndrome de « Sertoli cell-only« ?
Les clients potentiels intéressés par le test Fertichip seront les départements de fécondation in vitro/ fertilité des les hôpitaux publics et privés.
De plus, l'utilisation du test Fertichip devrait aider à réduire le coût psychologique pour les patients et les couples. 
Pour les cliniciens, le test Fertichip présente sans aucun doute une rupture technologique dans le diagnostic de l'infertilité masculine et de la gestion des hommes infertiles . Il sera avantageusement compléter toutes les méthodes indirectes disponibles jusqu'à présent pour prédire la présence de cellules germinales matures dans les testicules des patients infertiles, éviter des biopsies inutiles et sélectionner des biopsies testiculaires seulement chez les patients pour lesquels il existe une forte chance de récupérer de spermatozoïdes .
Publications et brevets : Rolland AD, Lavigne R, Calvel P and Pineau C. Method for predicting the presence of reproductive cells in testis. Brevet n°EP11306409. Nov 2011. Extension PCT en cours.
Rolland AD, Lavigne R, Dauly C, Calvel P, Kervarrec C, Freour T, Evrard B, Rioux-Leclercq N, Auger J, Pineau C. Identification of genital tract markers in the human seminal plasma using an integrative genomics approach. Hum Reprod. 2013; 28(1): 199-209