L’embryon et ses mitochondries

Résumé En Fr

Mitochondria, present in almost all eukaryotic cells, produce energy and contribute to many other essential cellular functions. In particular, mitochondria possess their own genome, which is transmitted in a uniparental maternal mode that involves very specific mechanisms during gametogenesis and embryogenesis. This easily quantifiable mitochondrial DNA (mtDNA) is an excellent biomarker of the mitochondrial mass. The mature oocyte has been shown to be the richest cell in mtDNA and the mitochondrial mass of the oocyte has been correlated with its ability to support embryonic development in many species. The initial mitochondrial contingent of the oocyte is indeed the basis on which subtle metabolic changes are needed at each of the key stages of early embryonic development. For example, epigenetic reprogramming is under the strong influence of metabolic cofactors derived from mitochondrial metabolism, and the reactive oxygen species produced by the respiratory chain are essential elements for the regulation of cell signalling in the embryo. This mitochondrial involvement in the reproductive processes has made mtDNA a biomarker of oocyte competence and embryonic viability. Although current data require confirmation, it allows mitochondria to be considered as potential therapeutic targets. This review focuses on the past 20 years of research that have led to the emergence of these novel concepts.

Les mitochondries, présentes dans quasiment toutes les cellules eucaryotes, assurent la production d’énergie mais aussi de nombreuses autres fonctions essentielles pour la cellule. Leur particularité est de posséder leur propre génome, transmis selon un mode uniparental maternel qui implique des mécanismes très spécifiques survenant au cours de la gamétogenèse et de l’embryogenèse. Cet ADN mitochondrial, aisément quantifiable, constitue un excellent biomarqueur de la masse mitochondriale. L’ovocyte mature s’est ainsi révélé être la cellule de l’organisme la plus riche en ADNmt et la masse mitochondriale de l’ovocyte a été corrélée à sa compétence à soutenir le développement embryonnaire dans de nombreuses espèces. Le contingent mitochondrial ovocytaire initial est en effet la base sur laquelle s’appuient de subtiles modifications métaboliques nécessaires à chacune des étapes clés du développement embryonnaire précoce. La reprogrammation épigénétique est par exemple sous étroite influence des cofacteurs métaboliques issus du métabolisme mitochondrial et les espèces réactives de l’oxygène produites par la chaîne respiratoire sont des éléments essentiels de régulation de la signalisation cellulaire chez l’embryon. Cette implication mitochondriale dans les processus de reproduction a permis d’envisager l’ADN mitochondrial comme un biomarqueur de la compétence ovocytaire et de la viabilité embryonnaire, bien que les données actuelles méritent confirmation. Elle permet aussi d’envisager ces organites comme une cible thérapeutique potentielle. Cette revue fait le point sur vingt années de recherche ayant fait émerger ces concepts.