Un groupe international de scientifiques a déclaré que leurs dernières recherches permettront de relancer l’une des premières découvertes scientifiques jamais faites sur le sperme humain. Dans un nouvel article publié vendredi, ils semblent montrer que les spermatozoïdes ne se propulsent pas simplement en balançant leur queue d’avant en arrière, comme on le croit généralement. Au contraire, les spermatozoïdes exécutent une routine complexe de mouvements de roulement et de rotation en trois dimensions qui ne font que les faire Regardez comme s’ils se cinglaient la queue lorsqu’ils étaient vus à travers un microscope typique.
En 1677, Anton Van Leeuwenhoek a pris son microscope composé récemment inventé pour un tour et a regardé son propre sperme (qu’il collecté de sa femme après un rapport sexuel). Quand il l’a fait, il a été le premier à voir un monde grouillant de spermatozoïdes, qu’il a appelé «animalcules». Il a décrit ces spermatozoïdes comme «se déplaçant comme un serpent ou comme une anguille nageant dans l’eau».
Les scientifiques de l’époque de Van Leeuwenhoek ont fait beaucoup d’hypothèses sur le sperme qui se sont avérées fausses. Pour un, plusieurs théorisé ce sperme contenait en fait la version miniature mais entièrement formée d’une personne, la mère et son ovule ne servant que de moyen de nourrir cette mini-personne en bébé. Mais les premières descriptions de Van Leeuwenhoek sur la façon dont les spermatozoïdes bougeaient ont résisté à l’épreuve du temps.
Hermes Gadelha, mathématicien à l’Université de Bristol au Royaume-Uni, et son équipe ont travaillé avec des chercheurs au Mexique pour étudier les mouvements des spermatozoïdes en 3D. Ils ont développé un appareil photo capable de prendre des photos à un niveau microscopique à plus de 55 000 images par seconde. Ils ont également créé un environnement fluide à faible frottement dans lequel les spermatozoïdes peuvent nager. Cette nouvelle technique d’imagerie a effectivement permis aux chercheurs de scanner les spermatozoïdes de haut en bas pendant qu’ils nageaient. À partir de ces scans, Gadelha et son équipe ont utilisé des formules mathématiques complexes pour créer un modèle de leur mouvement.
«Le sperme humain peut battre entre 20 et 30 nages en moins d’une seconde. Nous avions donc besoin d’une caméra si rapide que le sperme n’a pas la chance de bouger avant que la prochaine photo ne soit prise », a déclaré Gadelha.
En fin de compte, ils ont déterminé que Van Leeuwenhoek avait vraiment été le premier à voir une illusion d’optique du mouvement du sperme. Sur un plan 2D, le mouvement d’un spermatozoïde semble largement symétrique, sa queue se balançant d’avant en arrière à mesure qu’elle avance. Mais l’équipe a conclu que les spermatozoïdes tournent en fait leur queue de manière asymétrique dans une direction tout en faisant tourner leur tête en même temps. La queue en rotation et la tête en rotation s’équilibrent, propulsant le sperme vers l’avant. Gadelha compare les mouvements compliqués du sperme à une loutre tirant un bouchon dans l’eau.
Les conclusions de l’équipe étaient publié dans Science Advances.
D’autres scientifiques avaient remarqué que les mouvements observés du sperme humain n’avaient pas tout à fait de sens sous l’hypothèse qu’ils ne se déplaçaient que comme des anguilles, selon les chercheurs. D’autres avaient également montré que les têtes de spermatozoïdes de nombreux animaux, y compris les humains, roulent en se déplaçant. Mais Gadelha a déclaré que leur recherche est la première à concilier ces observations et à démontrer clairement le ballet du sperme.
Cependant, selon Donner Babcock, un biophysicien maintenant à la retraite qui a longtemps étudié le mouvement des spermatozoïdes, les conclusions de l’équipe peuvent être plausibles mais sont encore loin d’être prouvées.
«Je dirais que leur revendication d’un lien entre le roulement de la tête de sperme et le mouvement des flagelles [tail] est trop formulé », a déclaré Babcock, qui n’est pas affilié à la nouvelle étude. Une façon d’aider à régler la question, a-t-il dit, serait d’attacher un tracker à un spermatozoïde, puis de suivre les mouvements du tracker pendant que le sperme nage.
Gadelha attribue les sauts en mathématiques et en sciences au cours des siècles depuis l’époque de Van Leeuwenhoek pour rendre possible la nouvelle recherche, y compris la technologie du microscope que ses collègues mexicains ont lancée une décennie plus tôt. Il note que la nature humaine nous amène probablement à mal interpréter ce que nos yeux perçoivent.
«Nous croyons souvent à ce que nous voyons. Et c’est un problème, parce que ce que nous voyons sera toujours limité à la précision des instruments que nous utilisons pour voir », a-t-il déclaré.
Révéler la véritable nature du mouvement des spermatozoïdes aura probablement des implications médicales importantes. Un indicateur de la qualité des spermatozoïdes est leur motilité, autrement appelée leur capacité à se déplacer rapidement par eux-mêmes. Donc, savoir comment les spermatozoïdes se déplacent vraiment devrait nous aider à mieux comprendre pourquoi certains ne peuvent pas faire du bon travail. L’équipe espère que leurs techniques pourront être utilisées pour scruter d’autres recoins et recoins du monde microscopique, y compris le mouvement des spermatozoïdes d’autres espèces.
Pour Gadelha, il y a aussi un élément existentiel dans leur recherche.
«Le mouvement du sperme sous-tend la raison pour laquelle nous sommes ici aujourd’hui. Je vous parle ici parce qu’un spermatozoïde a rencontré l’ovule », dit-il. «Et à ce niveau de base, si nous ne comprenons pas comment cela fonctionne, comment pouvons-nous espérer résoudre tous les problèmes les plus graves, y compris l’infertilité?»
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