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Présence de vacuoles céphaliques et épigénome des spermatozoïdes humains : potentiels impacts sur le développement de l’ovocyte fécondé.

proposé par Florence BOITRELLE, EA 7404, UFR des Sciences de la Santé Simone Veil Université de Versailles St Quentin en Yvelines

Projet de stage : Objectifs : La condensation de la chromatine spermatique est une somme d’événements épigénétiques complexes aboutissant au remplacement chez l’humain de la majorité des histones par les protamines. Ces événements conduisent à l’expression spermatique de « marques épigénétiques » connues pour influencer le développement embryonnaire par l’intermédiaire d’une régulation de l’expression ou de la répression de gènes. Ceci dit en ICSI (intracytoplasmic sperm injection), lorsque l’on sélectionne un spermatozoïde de morphologie normale, rien ne garantit son statut épigénétique. D’un autre côté, dans nos précédents travaux, nous avons montré que les vacuoles céphaliques spermatiques, telles qu’on peut les observer au fort grossissement en IMSI (intracytoplasmic morphologically selected sperm injection) étaient en lien avec une non-condensation de la chromatine. Nous émettons donc l’hypothèse que certaines marques épigénétiques impliquées dans la structuration de la chromatine pourraient différer d’un spermatozoïde à un autre en fonction de la présence ou non de vacuoles. Pour tester cette hypothèse, nous utiliserons le modèle bovin. Le modèle bovin nous permettra d’étudier le devenir des marques épigénétiques paternelles après fécondation, dans les ovocytes bovins fécondés hétéro-spécifiquement par les spermatozoïdes humains vacuolés ou non. Résultats attendus : Dans un premier temps, nous décrirons chez l’homme une dizaine de marques épigénétiques qui pourraient être différentiellement exprimées dans les noyaux spermatiques en fonction de la présence ou non de vacuoles. Dans un deuxième temps, nous nous intéresserons à l’impact des vacuoles et de ces marques épigénétiques d’intérêt sur le développement de l’ovocyte fécondé et issu d’une fécondation hétérospécifique (spermatozoïde humain- ovocyte bovin) jusqu’au stade très précoce de décondensation du noyau spermatique (avant la syngamie) par une approche de « tracking » in vivo. Ce projet nous permettra de mieux comprendre l’impact des vacuoles et des marques épigénétiques sur le développement embryonnaire, d’améliorer nos connaissances concernant la qualité du gamète mâle, de mieux sélectionner le spermatozoïde comportant les marques épigénétiques donnant les meilleures chances de viabilité et de santé du conceptus, de (mieux) comprendre les résultats de l’IMSI chez l’humain et d’en dégager les meilleurs indications, si elles existent.

Techniques mises en œuvre par le stagiaire : L’analyse des marques épigénétiques dans les spermatozoïdes humains sera basée sur (1) la sélection à fort grossissement de spermatozoïdes vacuolés ou non (2) l’immuno-détection de ces marques et (3) l’analyse en microscopie 3D de leur distribution dans le noyau spermatique. Deuxièmement, si tel que nous l’attendons, une ou plusieurs marques épigénétiques diffèrent dans les spermatozoïdes humains en fonction de la présence de vacuoles ou non, le suivi in vivo de ces marques épigénétiques se fera dans l’ovocyte fécondé après fécondation hétérospécifique (spermatozoïde humain-ovocyte bovin). Ce suivi sera réalisé à l’aide de l’injection intra-ovocytaire d’anticorps fluorescents Fabs, repérage morphologique du pronucléus mâle et suivi de la fluorescence des FAbs au cours de la première étape post fécondation avant la syngamie. Ce projet nous permettra de mieux comprendre l’impact des vacuoles et des marques épigénétiques sur le développement embryonnaire, d’améliorer nos connaissances concernant la qualité du gamète mâle, de mieux sélectionner le spermatozoïde comportant les marques épigénétiques donnant les meilleures chances de viabilité et de santé du conceptus, de (mieux) comprendre les résultats de l’IMSI chez l’humain et d’en dégager les meilleurs indications, si elles existent. Ce projet vient de bénéficier d’un financement par l’agence de Biomédecine.

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