Andrologie 2002, 12, N ~ 3 284-294
Gdnotoxicitd des chimiothdrapies et radiothdrapies :
Quelles sont les cons( quences
pour le
spermatozo'ide humain ?
L o u i s B U J A N 1, Philippe DE MAS 2
1Groupe de recherche en Fertilite Humaine et CECOS Midi-Pyrdn~es, CHU La Grave, Toulouse
2Service de GdnOtique m~dicale, CHU Purpan, Toulouse
RESUME
Le pronostic des cancers de I'homme jeune en ~ge
de procr6er s'est considdrablement am61ior6 ces
derni6res d6cades grace aux progr~s thdrapeu-
tiques. Les chimioth6rapies et radioth6rapies ont
des effets bien connus sur la spermatogen~se. Au
dela de I'atteinte quantative et qualitative de la sper-
matogen&se, des 6tudes r6alis6es chez I'animal ont
pu mettre en 6vidence des atteintes nucl6aires
(aneuplo'idie, pr6sence d'adduits, fragmentation de
rADN...) et parfois des atteintes au niveau des
g6n6rations FI et F2. Chez rhomme, 1'6tude des
chromosomes des spermatozo'ides apr6s radioth6-
rapie a mis en 6vidence une augmentation de la frd-
quence
des
anomalies
chromosomiques.
Concernant la chimioth6rapie, les premi6res 6tudes
utilisaient la technique de f6condation h6t6rosp6ci-
flque pour mettre en 6vidence les anomalies chro-
mosomiques du spermatozo'ide. Plus r6cemment, la
technique d'hybridation de sondes chromoso-
miques fluorescentes (FISH) permet d'6tudier plu-
sieurs chromosomes sur un grand nombre de sper-
matozoides. Les r6sultats des diff6rentes 6tudes
portant sur des effectifs r6duJts sont variables en
fonction du protocole th6rapeutique administrd et
de la dur6e s6parant le pr61~vement de la fin du trai-
tement. Nous avons 6tudi6 5 patients ayant fait un
pr61bvement de sperme 6 & 17 mois apr~s le proto-
cole de chimiothdrapie BEP (BI6omycin, Etoposide,
Cisplatin). Nous avons mis en 6vidence une aug-
mentation du taux de spermatozo'ides pr6sentant
une aneuplo'idie et une diplo'idie. Les r6sultats de
notre 6tude et de celles du groupe de R. Martin [45,
47] 6voquent la possibilitd d'un effet transitoire de
la chimioth6rapie sur les chromosomes gam6-
tiques. Dans le cadre de la maladie de Hodgkin
d'autres 6tudes ont mis en 6vidence I'aspect transi-
toire de I'effet sur raneuplo'fdie. Au dela de rattein-
te chromosomique, raction d616t~re des traite-
ments pourrait avoir pour cible I'ADN du spermato-
zo'ide. Ainsi des 6tudes sur des effectifs importants,
utilisant d'autres m6todes d'analyse nous parrais-
sent n6cessaires. Dans I'attente, il parait souhai-
table de toujours conseiller I'autoconservation de
sperme avant les traitements et d'adopter une gran-
de prudence Iors du conseil apport6 aux patients
d6sirant une grossesse, prdcoc6ment, apr6s la fin
des traitements.
M o t s c l d s : chimiothdrapie, radioth6rapie, spermatozo'(- de, aneuplo'(die, minisatellites, A D N , effets secondaires, revue
Correspondance :
Dr Louis Bujan - Groupe de Recherche en fertilitd Humaine et CECOS Midi-Pyrdn~es. H6pital La Grave, TSA 60033, 31059 Toulouse Cedex 9. France - Tel 05.61.77.78.41 - Fax 05. 61.77. 78.43 - Email
bujan.l@chu-toulouse.fr
I. I N T R O D U C T I O N
Le pronostic vital des cancers chez l'homme jeune en age
de procrrer, s'est considrrablement amrlior6 ces demi~res
d6cades grace aux progr~s des thrrapeutiques antinropla-
siques. Si ces th6rapeutiques sont efficaces sur la cellule
cancrreuse, elles ont pour inconv6nient d'affecter d'autres
types cellulaires, et notamment la spermatogrn~se. Ces
effets justifient pleinement l'autoconservation de sperme
qui doit ~tre pratiqure avant tout traitement chez l'homme
en age de procrrer et inform6 [6, 23, 24]. Les effets d616-
t~res de la chimiothrrapie et/ou de la radiothrrapie sur la
production de spermatozoi'des sont maintenant bien connus,
entraSnant un arr~t de la spermatogrn~se qui se traduit par
une azoospermie ou une oligospermie srv~re transitoires ou
parfois drfinitives. L'intensit6 de ces effets va d6pendre du
type d' agent utilisr, de la dose cumulative du principe actif,
ou de la dose totaie d'irradiation revue et de son caract~re
fractionn6 [13, 19, 22, 35, 49, 58]. La susceptibilit6 indivi-
duelle peut 6ventuellement interfrrer sur la normalisation
de la spermatogrn~se apr~s les traitements ainsi que sur
l'rtat de la fonction spermatog6nrtique prralable au traite-
ment. Toutefois, la revue de la littrrature montre que la
dynamique de la restauration de la spennatogrn~se apr~s
les traitements n'est pas prrcisrment abordre, et que peu de
donnres existent sur les deux premieres ann6es apr~s la fin
du traitement chez l'homme.
Au-del~ de l'action drl6t~re sur la spermatog6n~se, entrai-
nant des altrrations quantitatives et qualitatives du sperma-
tozoide, l'action grnotoxique de certains de ces agents a pu
~tre mise en 6vidence chez l'animal entralnant des alt6ra-
tions au niveau du grnome du spermatozoide. L'action d'un
agent drl6t~re sur la spermatogrn~se peut se traduire 1) par
des altrrations qualitatives du spermatozo'ides entrainant
une strrilit6 ou des anomalies nuclraires du spermatozoi'de,
2) par une atteinte des processus de frcondation entrainant
une strrilitr, 3) par des altrrations au niveau du zygote, de
l'embryon et 6ventuellement de renfant ainsi que des altr-
rations comme cela a 6t6 drmontr6 chez l'animal sur la pre-
miere et la deuxi~me grnrration (Figure 1).
La rrsultante d'une action drlrt~re des traitements anti-nro-
plasiques drpendra du type cellulaire atteint, de la sensibi-
lit6 variable en fonction de l'agent et de l'efficience des
mrcanismes des rrparations qui seront mis en place au
niveau testiculaire. Au niveau des spermatozoides cette
action drlrt~re peut avoir pour consrquence la prrsence
d'adduits, l'altrration de I'ADN avec notamment des frag-
mentations de I'ADN, une anomalie num6rique ou structu-
rale des chromosomes secondaire ~ des dysfonctionne-
ments du processus mriotique, une mort cellulaire par
nrcrose ou par mise en jeu du processus apoptotique [53].
I1 a 6t6 drmontr6 que des spermatozoides vivants porteurs
de telles anomalies peuvent 6ventuellement frconder [1] et
donc la potentialit6 d'alt6ration du d6veloppement
embryonnaire est envisageable.
Chez
l'animal du reste, les 6tudes
utilisant le
Cyclophosphamide, la Procarbazine ou la radiothrrapie
font 6tat d'atteinte de la spermatogrn~se, de la fertilit6 mais
6galement de consrquences transmissibles aux grnrrations
suivantes [7, 8, 9, 10, 11, 37, 64, 65]. Chez l'homme
quelques 6tudes cliniques sugg~rent qu'il n ' y a pas d'aug-
mentation de la frrquence des malformations chez les
enfants nrs de p~res ayant eu une chimiothrrapie [14, 17,
29, 41, 57, 59]. Malheureusement beaucoup de ces 6tudes
sont des cas rapportrs ou ont des effectifs tr~s rrduits, ne
permettant pas de drtecter une augmentation de risque rela-
tif de 3 ~ 5 fois [50].
I I . A N O M A L I E S C H R O M O S O M I Q U E S
D U
S P E R M A T O Z O I D E
L'rtude du contenu chromosomique des spermatozoides a
pu ~tre envisagre grace, dans un premier temps, a l'utilisa-
tion du test hrt~rosprcifique de Hamster qui permettait de
visuahser les chromosomes, et dans un deuxi~me temps,
grace aux techniques d'hybridations in situ de sondes fluo-
rescentes, qui permettaient d'envisager l'~tude du nombre
de chromosomes [21, 31, 66] ou la prrsence de cassures
chromosomiques au niveau du spermatozo'ide [62].
Concernant la radioth~rapie, l'rtude des chromosomes des
spermatozoa'des, par le test de f~condation h~trrosp~cifique
de hamster, r~alisre chez neuf patients porteurs de tumeur
testiculaire et quatre patients porteurs d'autres pathologies
tumorales, trait~s par radiothrrapie et recevant des doses
testiculaires de 0,4 ~ 5 Gy, a permis de mettre en 6vidence
une 616vation du pourcentage de spermatozoides porteurs
d'anomalies chromosomiques pour 8 patients 36 mois apr~s
la radiothrrapie [43]. I1 est ~ noter dans cette 6tude (Tableau
1) que d'une part h 12 mois et 24 mois, l'effectif est rrduit
en raison de la faible frcondance des spermatozo'ides et que
d'autre part, peu d'analyses ont 6t6 rralisres en prr-radio-
thrrapie. Nranmoins, les auteurs comparant les rrsultats
36 mois, et les rrsultats moyens obtenus sur l'ensemble des
analyses, montrent une 616vation par rapport au groupe
trmoin pris en rrfrrence. De plus, cette 6tude a montr6 qu'il
existait une relation entre la dose testiculaire reque et le
pourcentage de spermatozoides prrsentant une anomalie
chromosomique (R = 0,88 ; P < 0,02).
En ce qui concerne l'effet des chimioth6rapies plusieurs
6tudes ont 6t6 rralisres [15, 27, 28, 38, 39, 44, 45] certaines
montrant une augmentation de la fr&tuence des anomalies
chromosomiques, alors que d'autres n'en retrouvaient pas
(Tableau 2). Ces 6tudes du caryotype du spermatozo'ide fai-
saient appel ~ la mrthode de frcondation h6trrosprcifique
de hamster, qui ne permet l'analyse que sur un faible
Anomalies
?
Zygote
, o ,
Anomalies
Anomalies
Figure 1 : Les consdquences d'un agent ddldtbre pour la spermatogenbse peuvent se voir it diff~rents niveaux.
Tableau 1 : Radiothdrapie et anomalies chromosomiques des spermatozo~des, d'aprbs Martin et aL [431.
9 p a t i e n t s a v e c t u m e u r t e s t i c u a i r e :
4 p a t i e n t s a v e c t u m e u r n o n t e s t i c u l a i r e :
doses t e s t i c u l a i r e s : 0.4 - 3.1 G y d o s e s t e s t i c u l a i r e s : 0.5 - 5.0 G y
% a n o m a l i e s (*)
Pr6 radioth6rapie (RT) 0 (0/9)
Post RT 12 mois n=2 13 ( I / 8 )
24 mois n=3 13 (7/55)
36 mois n=8 21 (18/86)
m o y e n n e 18 (26/149)
T 6 m o i n s 8.5 (85/1000)
(*) Nombre de caryotypes spermatiques anormaux /nombre 6tudids
Dose % anomalies
testiculaire h 36 mois
0.4 6
0.5 15
0.8 16
0.8 20
0.9 4 6
1.0 67
1.6 25
r = 0.88, p<0.02
nombre de spermatozo~des, spermatozo~des qui doivent 8tre
capables de f6conder pour la r6alisation du test. La variabi-
lit6 des r6sultats peut s'expliquer par ce biais de s61ection,
par les diff6rences de traitement et le type de cancer 6tudi6
(Tableau 2). Plus r6cemment s'est d6velopp6e la technique
d'hybridation in situ de sondes chromosomiques fluores-
centes (FISH) sur les noyaux du spermatozoide.
L'am61ioration de cette technique avec notamment l'hybri-
dation simultan6e de plusieurs sondes chromosomiques
avec des fluorochromes diff6rents (double et triple marqua-
ge), permet de d6tecter des anomalies num6riques de plu-
sieurs chromosomes et d'6valuer la ploidie des spermato-
zo'fdes en m~me temps, sur un grand nombre de cellules ou
de d6tecter pour des techniques plus r6centes certaines ano-
malies structurales des chromosomes. Ainsi, une 6tude r6a-
lis6e chez 4 patients ayant une chimioth6rapie (protocole
BEP : B16omycin, Etoposide, Cisplatin) pour tumeur [46]
testiculaire ne montre pas de diff6rence dans la fr6quence
de l'aneuploidie des spermatozoides avant ou apr6s chimio-
th6rapie (suivi du premier patient : 2 ans; deuxi~me patient
: 3 ans ; troisi~me patient : 9 ans ; quatri6me patient : 7 ans)
(Tableau 3). I1 s'agit des m~mes patients qui avaient 6t6 6tu-
di6s par Martin et al. [45], avec le test h6t6rosp6cifique de
Hamster, sans montrer d'augmentation des anomalies au
niveau des chromosomes des spennatozo~des. Plus r6cem-
ment le m~me groupe [47] a 6tudi6 un patient porteur d'une
tumeur testiculaire trait6e par BEP, mais durant la chimio-
th6rapie, et un an apr~s la fin de la chimioth6rapie (Tableau
3). Chez ce patient 6tudi6, donc pr6cocement apr~s la chi-
mioth6rapie, une augmentation du taux de spermatozoides
pr6sentant une aneuplo'fdie a 6t6 raise en 6vidence.
En cas de maladie de Hodgkin, une augmentation du taux
d'aneuplo'fdie a 6t6 rapport6 chez neuf patients qui ont 6t6
6tudi6s par deux groupes (Tableau 3). Chez huit patients
trait6s par NOVP (Novanthrone, Oncovin, Vimblastine,
Prednisone) et une irradiation compl6mentaire pour mala-
die de Hodgkin [54], une augmentation de l'aneuplo'/die des
spermatozo'fdes d ' u n facteur 5 a 6t6 mise en 6vidence
durant la chimioth6rapie avec une diminution de l'aneu-
plo~die 100 jours apr~s l'arrSt de la chimioth6rapie. Chez un
patient trait6 par Vimblastine et radioth6rapie (dose testicu-
laire cummul6e de 0.5Gy) une augmentation de l'aneuploi-
die est retrouv6e h la fin du traitement et 38 jours apr~s [51 ].
L'ensemble de ces demi~res 6tudes pourrait sugg6rer un
effet transitoire de la chimioth6rapie ou de la radioth6rapie
sur l'aneuploidie des spermatozoides.
Pour notre part, nous avons 6tudi6 r6cemment l'aneuploidie
dans les spermatozoYdes de patients trait6s pour cancer du
testicule, 6 ~ 17 mois apr~s deux h quatre cures de BEP
[25]. U s'agissait de patients suivis au CECOS Midi-
Pyr6n6es dans le cadre de leur autoconservation de sperme,
qui 6taient volontaires pour r6aliser un suivi apr~s la fin de
la chimioth6rapie et ont donn6 leur consentement h 1' analy-
se de leurs spermatozo'fdes par FISH. Ne pouvant ufiliser
les spermatozoides pr6-th6rapeutiques qui 6taient conserv6s
en pr6vention de l'atteinte de la fertilit6, nous avons com-
par6 les r6sultats obtenus chez ces hommes, ~t 5 hommes
appari6s sur l'ftge, volontaires sains. Le fait que les hommes
atteints de cancer du testicule, avant traitement, n'ont pas
d'augmentation de l'aneuplo'idie par rapport h des hommes
t6moins sains [2], permet cette comparaison. Nous avons
donc utilis6 la technique de l'hybridation in situ de sondes
centrom6riques fluorescentes pour les chromosomes, 7, 16,
18, X et Y permettant ainsi l'6tude de plusieurs chromo-
somes sur un tr~s grand nombre de cellules. Sans d6tailler
la technique, la d6condensation nucl6aire indispensable h
l'hybridation est r6alis6e par du dithiothreitol et du diiodo-
salicylate de lithium. Une double hybridation est ainsi r6a-
lis6e sur chaque 6chantillon de sperme : une hybridation
avec les sondes centrom6riques des chromosomes 7 et 16
et une hybridation avec les sondes centrom6riques des chro-
mosomes X, Y e t 18. Pour chaque hybridation sont analy-
s6s 10 000 spermatozoides ce qui repr6sente l'analyse de 20
000 spermatozo~des par 6chantillon. Cette 6tude permet de
mettre en 6vidence une anomalie du nombre de chromo-
somes par spermatozo'ide, soit une dysomie, soit une diplol-
die (Figure 2). Le fait que nous ayons obtenu des r6sultats
similaires, tant chez les t6moins que chez les patients apr~s
chimioth6rapie, en ce qui concerne le taux de spermato-
zo~des diplo~des sur chaque hybridation, conforte la repro-
ductibilit6 de nos r6sultats.
Nous avons ainsi montr6 (Tableau 4) qu'il existait une aug-
mentation significative du pourcentage de spennatozo~des
porteurs d'une disomie 16, 18 et d'une disomie XY. Par
ailleurs, notre 6tude a mis en 6vidence 6galement, une aug-
mentation de la diplo~die qui est multipli6e environ par un
facteur 3.
Cette augmentation de l'aneuploidie met en 6vidence ainsi
une anomalie de la disjonction chromosomique lors de la
m6iose. Les inhibiteurs de la topoisom6rase comme la bl6o-
mycine ou l'6toposide peuvent 8tre impliqu6s dans ce
trouble de la disjonction m6iotique. Une 6tude r6cente [42],
chez la souris, a montr6 que l'6toposide provoquait une
augmentation des anomalies des chromosomes au niveau
des spermatocytes avec notamment une augmentation, d'un
facteur 28, des aberrations chromosomiques au niveau du
spermatocyte pachyt~ne et par un facteur 13 au niveau du
spermatocyte pr6-1eptot~ne. Ces anomalies peuvent 8tre
transmises ~ la descendance comme en t6moigne l'augmen-
tation de l'aneuplo~die sur les zygotes obtenus [42].
Si l'on reprend l'ensemble des 6tudes concernant l'effet de
la chimioth6rapie de type BEP sur le spermatozoide mon-
trant chez l'homme une augmentation de la fr6quence des
anomalies chromosomiques au niveau du spermatozo'ide
Tableau 2 : Anomalies c h r o m o s o m i q u e s des spermatozo~des (test h~te'rosp~cifique de hamster) et chimioth~rapie
( - : a b s e n c e d ' e f f e t ; + : e f f e t positiJ).
temps apr~s Anomalies
Cancer n traitement traitement S N
G e n e s c a et al. 1990 [28] T G N S 2 PVB _+ B E P 2 - 5 ans + +
J e n d e r n y et al. 1992 [39] TS 1 P V B 9 mois
M a r t i n et al. 1995 [44] L y m p h o m e 1 M A C O P - B 3 ans
A n o m a l i e s c h r o m o s o m i q u e s : S = structurales, N = num~riques. T G N S = t u m e u r germinale n o n s d m i n o m a t e u s e . T S = t u m e u r s#minomateu- se. B E P = bleomycine, etoposide, cisplatine. D a c t = D-actinomycine. P V B = cisplatine, virnblastine, b l e o m y c i n e . C Y V A D I C = cyclophos- pharnide, adriamycine, vincristine, dicarbazine. V A C = vincristine, adriamycine, cyclophosphamide. M O P P = m o u t a r d e d'azote, vincristine, procarbazine, prednisone. M A C O P - B = methotrexate, doxorubicine, cyclophosphamide, vincristine, p r e d n i s o n e . R T = radioth~rapie.
Tableau 3 : Anomalies c h r o m o s o m i q u e s des spermatozo~les (FISH) et chimiothdrapie ( - : absence d'effet ; + : effet positiJ). temps aprbs anomalies
Cancer n traitement traitement namdriques
R o b b i n s et al. 1997 [54] H o d g k i n 8 N O V P 0 j o u r +
100 j ours
M a r t i n et al. 1999 [47] T G N S 1 B E P
38 jours +
0 j o u r +
l a n +
TGNS = tumeur germinale non sdminomateuse. BEP = bleomycine, etoposide, cysplatine. NOVP = novanthrone, vincristine, vinblastine, prednisone.
Vinbla = vinblastine. R T = radiothdrapie.
Figure 2 : Hybridation in situ de sondes chromosomiques fluorescentes sur le spermatozo~de humain (sondes pour les chromosomes 7, 16, 18, X et Y). Etude de patients ayant eu une chimiothdrapie et d'un groupe tdmoin.
dans les deux premieres anntes et pas d'augmentation entre
2 et-13 ans, la question d'un effet dtltt~re transitoire sur la
spermatogtn~se se pose.
Pour confirmer cela, il est n6cessaire de rtaliser des 6tudes
sur des stries plus importantes, et il serait opportun d'ttu-
dier la dynamique de la frtquence de ces anomalies lors de
la rtcuptration de la spermatogtn~se. Dans l'attente, il
semble peut ~tre souhaitable de difftrer de deux ans, un
projet parental ou d'utiliser des paillettes autoconserv6es
avant la chimioth6rapie plut6t que du sperme frais dans la
premiere et 6ventuellement la deuxi~me annte.
I l L A N O M A L I E S
INFRACHROMOSOMIQUES
si la pr6sence d'anomalies chromosomiques au sein du
gamete male peut 8tre h l'origine d'anomalies chromoso-
miques dans la descendance, qu'en est-il d'atteintes infra-
chromosomiques du g6nome ? On sait actuellement que la
qualit6 du noyau des spermatozo'fdes est impliqu6e dans le
d6veloppement embryonnaire. Par exemple, l'architecture
de la chromatine du sperrnatozo'fde influencerait l'initiation
et la r6gulation de l'activit6 du g6nome paternel au d6but du
d6veloppement embryonnaire [32]. Dans ce sens, des ano-
malies du g6nome paternel ont 6t6 d6crites lors d'6chec du
d6veloppement embryonnaire [52, 55, 56]. Des alt6rations
de I'ADN du spermatozoide ont 6t6 6galement rapporttes
apr~s exposition h difftrents agents comme les radicaux
libres [30, 36, 60], les toxiques [40, 63] ou l'irradiation [61,
33]. I1 a 6t6 suggtr6 que ces alt6rations seraient dues ~ des
phtnom~nes d'apoptose au niveau des cellules germinales
et testiculaires [3] et rtcemment des preuves de fragmenta-
tion de I'ADN g6ntrte par un processus apoptoptique ont
6t6 observ6es au niveau des spermatozo'ides 6jacul6s [12].
Cependant, il ne semble pas licite de r6duire les atteintes de
I'ADN au processus d'apoptose [26]. En effet si l'on prend
l'exemple du protocole BEE les drogues utilis6es sont sus-
ceptibles d'entrainer des 16sions de I'ADN, la B16omycine
est un agent cytotoxique g6ntrant des cassures de I'ADN
[16], le Cisplatine est un alkylant qui induit des ponts intra
et inter brins ainsi que de volumineux adduits [20, 34],
l'6toposide un inhibiteur de la topoisomtrase [42].
Plusieurs tests devraient se dtvelopper prochainement pour
analyser les constquences des traitements anti-ntopla-
siques sur le gtnome du spermatozoide.
Actuellement deux types d'ttudes ont 6t6 rtalists : d'une
part, la recherche des mutations dans les stquences minisa-
tellites chromosomiques, et d'autre part, l'6tude de la frag-
mentation de I'ADN du spermatozoide. Trois 6tudes [4, 48,
67] ont recherch6 des mutations dans les s6quences minisa-
tellites chez 15 patients trait6s par chimiothtrapie et/ou
radiothtrapie (Tableau 5). Chez un patient trait6 par MOPP
Tableau 4 : Etude de l'aneuplo~die de spermatozo~des de 5 patients ayant eu une chimioth6rapie par BEP et de spermatozo'fdes de 5 hommes t~moins.
P a t i e n t s a p r ~ s C h i m i o t h ~ r a p i e
T ~ m o i n s
T
P
S
G
B
M o y
M o y
1
2
3
4
5
d i s o m i e 7
0,10
0,05 0,04 0,11
0,05 0,070
0,044
0,09
0,03
0,02
0,05
0,03
d i s o m i e l 6
0,10
0,10 0,08 0,09
0,08 0,090*
0,046
0,04
0,04
0,06
0,03
0,06
d i s o m i e 1 8
0,06
0,04 0,03 0,06
0,03 0,044**
0,014
0,01
0,00
0,01
0,02
0,03
d i s o m i e X
0,02
0,02 0,03 0,03
0,04
0,028 0 , 0 3 00,01
0,05
0,04
0,03
0,02
d i s o m i e Y
0,01
0,04 0,02 0,07
0,02
0,032 0 , 0 0 80,00
0,00
0,01
0,01
0,02
d i s o m i e X Y
0,14
0,13 0,15 0,27
0,24 0,186"** 0,072
0,07
0,08
0,07
0,05
0,09
d i p l o s a
0,29
0,29 0,16 0,11
0,42 0254*** 0,094
0,10
0,06
0,10
0,09
0,12
diplohtie b
0,49
0,24 0,16 0,20
0,28 0274*** 0,080
0,07
0,04
0,06
0,13
0,10
V a l e u r s e x p r i m ~ e s en p o u r c e n t a g e s .
C o m p a r a i s o n a v e c g r o u p e t ~ m o i n : t e s t Z 2 : * p < 0 , 0 5 ; ** p < 0,01 ; *** p < 0,001 a : H y b r i d a t i o n c h r o m o s o m e s 7 et 16 ; b : h y b r i d a t i o n c h r o m o s o m e s 18, X, et Y
pour maladie de Hodgkin il a 6t6 mis en 6vidence, une aug-
mentation de la fr6quence des mutations dans les s6quences
minisatellites et ceci 15 ans apr~s la fin de la chimioth6ra-
pie. Bien que la chimioth6rapie utilis6e dans ce cadre l~t ait
6t6 une chimioth6rapie lourde, les auteurs se posaient la
question de savoir si cette augmentation ne pouvait pas ~tre
en partie li6e au vieillissement du patient.
Une seule 6tude (Tableau 6) r6alis6e chez un patient porteur
d'une leuc6mie lymphoide chronique a 6tudi6 la fragmenta-
tion de I'ADN du spermatozoide par le test du comet essai
[18]. L'6tude est difficile ~ interpr6ter car le patient a eu une
chimioth6rapie par sept cycles de fludarabine mais avait eu
9 mois auparavant un cycle de chlorambucil et de plus avait
eu une protection par analogues du GnRh durant 6 mois,
protection d6but6e un mois avant la chimioth6rapie. I1 est
apparu au 7e mois de la chimioth6rapie une augmentation
du pourcentage de cellules poss6dant un ADN fragment6.
La question de savoir si le GnRh n'a pas eu une action pro-
tectrice se pose, ce patient pr6sentant, au 7e mois de sa chi-
mioth6rapie, 200 millions de spermatozoides par ml.
t~res ont ~t~ d~crits s u r la spermatog~n~se mais ~gale-
ment sur les g~n~rations F1 et F2, le fait que chez l'hom-
me on ait pu m e t t r e en ~vidence des anomalies de la fr~-
quence de raneuplo'idie des spermatozo'ides p e n d a n t ou
dans les suites de la chimioth~rapie, doit inciter ~ la pru-
dence en ce qui concerne les conseils donn~s aux couples
qui d~sirent devenir parents, d u r a n t les phases de trai-
tement et dans les suites proches du traitement ainsi
qu'~ventuellement d u r a n t les phases de r~cup~ration de
la spermatog~n~se. Ii nous a p p a r a i t n~cessaire de pour-
suivre les ~tudes s u r les effets des traitements anti-n~o-
plasiques sur ie g~nome d u gamete male en utilisant plu-
sieurs outils d ' a n a l y s e p o u r identifier ses effets (~tude de
l'aneuplo'idie, de la f r a g m e n t a t i o n de I'ADN, des muta-
tions dans les s~quences minisatellites, recherche d ' a d -
duits...). II est n~cessaire de r~aliser ces ~tudes de
mani~re pr~coce apr~s la fin de la chimioth~rapie ou de
la radioth~rapie et de mani~re r~p~t~e dans le b u t
d'avoir plusieurs points de surveillance, et de pouvoir
dire si les effets sont r~versibles et dans quel temps ils
sont r~versibles.
IV. C O N C L U S I O N
L'ensemble des ~tudes r~alis~es ~ ce j o u r sont contra-
dictoires mais il semble a p p a r a l t r e un effet des chimio-
therapies et radioth~rapies sur |e n o m b r e de chromoso-
me ou les alterations de r A D N dans les suites proches
du traitement. Le fait que chez l'animal, des effets d~l~-
Dans l'attente, nous r e p r e n d r o n s les r~flexions de
Arnon et coll. [5] qui, passant en revue les effets
g~niques et t~ratog~niques des traitements anticanc~-
reux sur les gametes et les embryons, sugg~rent que les
grossesses des patients a y a n t ~t~ trait~s p o u r un cancer,
soient pr~cis~ment m o n i t o r i e s et que toute anomalie ou
incident soit r~pertori~. Ils soulignent qu'actuellement il
Tableau 5 : R e c h e r c h e de mutations dans les s~quences minisatellites ( - : absence d'effet ; + : effet positif).
Pathologies n traitement effet
Armour et al.
glomerulon~phdte
1
1999 [4]
lymphome
1
cyclophosphamide 2,2g
Cyclo/EtopNin/Doxo + RT
Zengh et al.
Hodgkin
4
NOVP+RT
2000 [67]
2
CVPP/ABDIC + RT
1
MOPP
2
ABVD
1
NOVP
May et al.
seminomes
3
RT 0.38 - 0.82 Gy
2000 [48]
Tableau 6 : Fragmentation de l ' A D N des spermatozo~des aprbs chimiothdrapie, d'aprbs Chatterjee et aL [18].
1 leuc~mie lympho'='de chronique
7 cycles fludarabine (45,8mglcycle)
1 cycle de chlorambucil (2mglj x 15) 9 mois
avantGnRh 6 mois, d6but~ 1 mois avant chimioth(~rapie
mois Spermatozo'fdes/ FSH LH L. Comet M. C o m e t 6jacul&t mUll mUll pm unit
0
2 5 0 x 106
8.2
6.7
54.0:1:1.5
10+ 1.7
1
10 x 106
23.4
19.9
50.1 + 0.6
6.7 + 0.2
7
200 x 106
11.6
8.2
67.6 + 0.5 *
14.8 + 0.2 *
18
160 x 106
9.2
8.0
54.0 _+ 1.4
7.5 + 0.1
* difference significative avec valeurs au temps 0.
L. Comet : Iongueur ; M. Comet : moment de la com6te qui est le produit de la migration par le pourcentage d'ADN
dans la queue de la com~te.
e s t n ~ c e s s a i r e d e m o n t r e r u n e e x t r e m e p r u d e n c e l o r s d u c o n s e i l ~ a p p o r t e r ~ n o s p a t i e n t s .
R e m e r r :
N o t r e ~ t u d e a b r n r f i c i 6 d ' u n e s u b v e n t i o n d e l ' A s s o c i a t i o n d e R e c h e r c h e c o n t r e le C a n c e r ( A R C 9 6 9 8 ) .
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ABSTRACT
Genotoxicity of chemotherapy and radiotherapy:
What are consequences for human spermatozoa?
Louis BUJAN, Philippe DE MAS
the harmful action on chromosomes, treatments could
also damage spermatozoal DNA. Studies conducted on
larger sample sizes and using other methods of analysis
therefore appear to be essential. In the meantime, it
appears preferable to systematically propose semen
cryopreservation before treatment and to provide very
cautious advice to patients desiring a pregnancy soon
after completion of treatment.
Key Words : chemotherapy, radiotherapy, spermatozoa,
aneup/o'(dy, minisatellites, DNA, side effects, review
The prognosis of cancer in young men of childbearing
potential has been considerably improved over recent
decades as a
result of therapeutic
progress.
Chemotherapy and radiotherapy have well known effects
on spermatogenesis. Apart from quantitative and quali-
tative impairment of spermatogenesis, animal studies
have also demonstrated nuclear lesions (aneuploidy,
presence of adducts, DNA fragmentation, etc.) and
sometimes lesions affecting the F1 and F2 generations.
Chromosomal studies of human spermatozoa after
radiotherapy have demonstrated an increased frequency
of chromosomal anomalies. The first studies concerning
the effects of chemotherapy used the heterospecific fer-
tilization technique to demonstrate spermatozoal chro-
mosomal anomalies. More recently, the
f l u o r e s c e n c e insitu hybridization (FISH) technique has been used to
study several chromosomes on a large number of sper-
matozoa. The results of various studies based on small
sample sizes vary as a function of the therapeutic proto-
col administered and the time of sperm collection in rela-
tion to the end of treatment. We studied 5 patients who
provided a semen sample 6 to 17 months after comple-
ting the BOE chemotherapy protocol (Bleomycin,
Etoposide, Cisplatin). We demonstrated an increased
rate of aneuploid and diploid spermatozoa. The results of
our study and those reported by R. Martin et al. [45, 47]
suggest the possibility of a transient effect of chemothe-
rapy on gamete chromosomes. Other studies, conducted
in the context of Hodgkin's disease, have demonstrated
the transient nature of the aneuploidy effect. Apart from