Par Philip Cohen

Dans la chose la plus proche d’une naissance vierge humaine que la science moderne ait jamais enregistrée, les généticiens britanniques ont décrit la semaine dernière le cas remarquable d’un jeune garçon dont le corps est dérivé en partie d’un œuf non fécondé. Cette découverte a fourni un rare aperçu du contrôle du développement humain et des changements évolutifs qui ont rendu le sexe essentiel à la reproduction des mammifères.

La parthénogenèse – le développement d’une cellule sexuelle féminine non fécondée sans aucune contribution masculine – est un mode de vie normal pour certaines plantes, insectes et même lézards. Parfois, un ovule non fécondé de mammifère commence à se diviser, mais cette croissance ne va généralement pas très loin. L'”embryon” auto-activé va créer des os et des nerfs rudimentaires, mais il existe certains tissus, comme les muscles squelettiques, qu’il ne peut pas fabriquer, ce qui empêche tout développement ultérieur. Au lieu de cela, il devient un type de tumeur bénigne appelée tératome ovarien.

La raison pour laquelle les mammifères auraient dû évoluer vers ces blocages de la parthénogenèse fait l’objet d’un vif débat (voir “Why genes have a gender”, New Scientist, 22 mai 1993), mais ces blocages signifient que le sexe est nécessaire à la reproduction et au développement des mammifères.

A présent, David Bonthron et ses collègues de l’université d’Édimbourg ont montré que ce n’est que partiellement vrai. Dans le numéro de Nature Genetics de ce mois-ci (vol 11, p 164), ils décrivent le cas d’un garçon de trois ans qu’ils appellent FD, qui présente de légères difficultés d’apprentissage et des traits de visage asymétriques, mais qui semble par ailleurs en bonne santé.

Les généticiens ont d’abord réalisé que FD était inhabituel lorsqu’ils ont examiné ses globules blancs. Comme FD est un garçon, ses cellules devraient toutes avoir un chromosome Y, qui contient le gène de la “masculinité”. Mais ses cellules contiennent deux X, la signature chromosomique d’une femelle.

Occasionnellement, les femelles chromosomiques portent un chromosome X portant un morceau du chromosome Y qui inclut le gène de la masculinité. Bonthron et ses collègues ont d’abord supposé que la FD était un exemple de ce syndrome. Mais même lorsqu’ils ont utilisé une technologie ADN extrêmement sensible, ils n’ont pu détecter aucun matériel de chromosome Y dans les globules blancs de FD.

La véritable surprise est venue lorsque les chercheurs ont découvert que la peau du garçon est génétiquement différente de son sang, la peau contenant les chromosomes X et Y normaux d’un homme typique. Cet indice les a incités à examiner de plus près les chromosomes X de FD. Chez une femme normale, chaque cellule contient deux X différents, l’un provenant du père et l’autre de la mère.

Les chercheurs ont examiné les séquences d’ADN tout au long des chromosomes X de la peau et du sang de FD, et ont découvert que les chromosomes X de toutes ses cellules étaient identiques les uns aux autres et provenaient entièrement de sa mère. De même, les deux membres de chacune des 22 autres paires de chromosomes dans son sang étaient identiques et dérivaient entièrement de la mère.

Qu’est-ce qui pourrait expliquer ce mélange inhabituel de génétique chez une seule personne ? Les chercheurs pensent que le développement de FD a commencé lorsqu’un ovule non fécondé s’est auto-activé et a commencé à se diviser. Un spermatozoïde a ensuite fécondé l’une des cellules, et le mélange de cellules a commencé à se développer comme un embryon normal. Cette fusion avec un spermatozoïde doit s’être produite très tôt, car les ovules auto-activés perdent rapidement la capacité d’être fécondés. À un moment donné, les cellules non fécondées ont dû dupliquer leur ADN, ce qui a fait remonter leur nombre de chromosomes à 46. Lorsque les cellules non fécondées ont rencontré un blocage de développement, les chercheurs pensent que les cellules fécondées ont compensé et rempli ce tissu.

Les chercheurs affirment que le cas de FD démontre que, quels que soient les blocages à une parthénogenèse humaine réussie, les cellules non fécondées ne sont clairement pas toujours handicapées. Par exemple, ces cellules ont pu créer un système sanguin apparemment normal pour FD.

Le cas de FD s’inscrit également dans la lignée des recherches menées chez la souris, où les chercheurs ont pu créer des animaux partiellement parthénogénétiques par fécondation in vitro. Azim Surani, généticien à l’université de Cambridge, indique que ses expériences ont également permis d’identifier la peau comme un tissu dans lequel les cellules parthénogénétiques sont généralement exclues, sans doute parce qu’elles ont du mal à se développer. Selon lui, ces similitudes suggèrent que les barrières au développement sans père ont été fixées très tôt dans l’évolution des mammifères.

Des expériences sur des souris ont également montré que les cellules parthénogénétiques se développent plus lentement que les cellules normales et que les deux peuvent coexister dans le même tissu. La proportion de cellules parthénogénétiques dans un type de tissu donné peut également varier dans tout le corps. Les chercheurs pensent que cela pourrait expliquer pourquoi le visage de FD est légèrement asymétrique, les traits étant plus petits du côté gauche. Bonthron note qu’une personne sur quelques centaines présente une légère asymétrie, et il est possible que certaines de ces personnes soient également partiellement parthénogénétiques.

Néanmoins, Bonthron estime que des cas similaires sont incroyablement rares. De nombreux types différents de perturbation dans le développement précoce peuvent causer une asymétrie corporelle, et la génétique remarquable de FD dépendait d’une combinaison très inhabituelle de circonstances survenues dans une fenêtre de temps très courte. “Je ne pense pas que nous en verrons un autre un jour”, déclare Bonthron. (voir Diagramme)