Littérature scientifique sur le sujet « Développement non embryonnaire »

Les qualités des carcasses et des viandes/chairs des espèces d’intérêt agronomique (mammifères, espèces aviaires et poissons) dépendent en grande partie des caractéristiques et des proportions relatives des différents compartiments tissulaires, principalement les fibres et le tissu conjonctif musculaires et les tissus adipeux. Dans cette revue, nous décrivons la mise en place de ces trois compartiments au cours du développement embryonnaire et foetal, ainsi que leur croissance après la naissance ou l’éclosion. Les fibres musculaires et le tissu conjonctif des muscles du tronc sont issus de domaines embryonnaires distincts de ceux à l’origine des muscles des membres et de la tête. L’origine embryonnaire des adipocytes blancs reste à établir, mais est vraisemblablement multiple et dépendante de la localisation anatomique des tissus adipeux. La croissance post-embryonnaire des muscles et des tissus adipeux implique la prolifération puis la différenciation de cellules progénitrices non-embryonnaires. Le nombre total de fibres musculaires est fixé aux deux tiers ou aux quatre cinquièmes de la gestation chez le bovin et le porc respectivement, et dès la naissance chez les volailles alors qu’il augmente encore après l’éclosion chez certains poissons. Le nombre d’adipocytes augmente durant la croissance foetale et dans une moindre mesure après la naissance. Des interactions entre tissus au cours de la croissance, auparavant suggérées, sont maintenant démontrées par l’identification de protéines sécrétées par les cellules musculaires et adipeuses qui participent au dialogue entre tissus.

AbstractBecause of the high number of species and its ancient roots in evolution, the phylum Nematoda is well suited for comparative embryonic study. Using 4D microscopy we have reconstructed the embryonic lineages of several nematodes. This allows us to identify changing developmental strategies in the phylum Nematoda. Generally there has been a shift in the phylum from a non-determined, non-strict development to a faster, highly determined embryonic development. En raison du nombre élevé d’espèces et de ses racines anciennes dans l’évolution, le phylum Nematoda est bien approprié à des études d’embryologie comparée. A l’aide d’un microscope 4D, les lignages embryonnaires de plusieurs nématodes ont été reconstruits. Cela nous a permis d’identifier les modifications de stratégie développementales dans le phylum. Généralement, il y a eu un changement dans le phylum depuis un développement non déterminé et non précis jusqu’à un développement embryonnaire très rapide et hautement déterminé.

Une augmentation de la prévalence de nombreuses maladies affectant le système nerveux, aussi bien chez l’enfant que chez l’adulte a été rapportée. Certaines de ces maladies sont en relation avec des dysfonctionnements endocriniens et particulièrement de l’axe thyroïdien. Des troubles de l’attention ou l’hyperactivité, des syndromes liés à l’autisme, mais aussi la sclérose en plaques ou la maladie d’Alzheimer font partie de ces maladies qui peuvent survenir lors d’un dysfonctionnement du système thyroïdien. Il paraît de plus en plus évident qu’une exposition embryonnaire à des perturbateurs des hormones thyroïdiennes peut entraîner des conséquences à court et à long termes, non détectées par les diagnostics néonataux classiques. Les perturbateurs endocriniens comprennent une large gamme de molécules comme les plastifiants, certains, des surfactants ou retardants de flammes, dont plusieurs membres peuvent interférer avec la synthèse des hormones thyroïdiennes ou leurs actions. Nous reviendrons brièvement sur l’histoire de la perturbation endocrinienne, les exemples et les conséquences d’une exposition embryonnaire à de tels produits sur le développement du cerveau.

Les effets possibles d’une utilisation de la transplantation embryonnaire dans les schémas de sélection des bovins laitiers sont décrits. La perspective est étendue au cas de l’utilisation d’embryons sexés ou sexés et clonés bien que les techniques correspondantes soient encore en cours de développement. Ces effets sont décrits en termes de génétique des populations où plusieurs paramètres très différents contribuent à l’efficacité globale des programmes de sélection. Leur résultat net est que la transplantation embryonnaire permet d’augmenter les progrès génétiques annuels dans une proportion non négligeable (de l’ordre de 20 %), essentiellement parce qu’elle permet d’accélérer la reproduction dans une espèce handicapée à cet égard. Les perspectives offertes par le sexage et clonage apparaissent nettement plus positives que pour le sexage seul, puisque les progrès génétiques augmenteraient encore et parce que l’accès à des embryons femelles très bien connus d’après la performance de leurs clones deviendrait possible à l éleveur.

La reproduction d’espèces domestiques par clonage remonte à plus de 20 ans. Les premières techniques reposent sur la bissection d’embryons puis sur l’usage de cellules embryonnaires pour générer des animaux clonés par transfert de noyau. Avec l’apparition du clonage somatique, qui permet la préservation et l’obtention de descendants de génotypes de haute valeur, l’intérêt pour cette technologie s’est considérablement accru. Un retour sur ces 20 dernières années montre comment l’INRA s’est impliqué dans la mise au point méthodologique du clonage animal et a acquis une expertise reconnue, non seulement dans la production et l’analyse de clones d’animaux domestiques, mais également dans l’étude du rôle des altérations génétiques et épigénétiques dans le développement embryonnaire, foetal et postnatal chez ces animaux. Le clonage reste en effet peu efficace pour la production d’individus viables en comparaison d’autres techniques de reproduction assistée. Une meilleure compréhension de la reprogrammation épigénétique des noyaux de cellules somatiques et de ses effets sur le déroulement des gestations est nécessaire pour rendre cette technologie éthiquement et économiquement acceptable. L’acceptation des produits de clones dans l’alimentation dépend maintenant de l’approbation des agences d’évaluation. Celle-ci est basée sur l’acquisition de données scientifiques concernant la sécurité et l’équivalence des produits avec ceux qui sont issus d’animaux reproduits par fécondation. Cette synthèse fait le point sur les principales connaissances fondamentales sur le clonage somatique, depuis la cellule donneuse, jusqu’au descendant cloné, et leurs liens avec la santé, la viabilité, les caractéristiques quantitatives et de reproduction des individus clonés.

L’auteur, généticien de renom, explore un apparent paradoxe « déterminé mais libre ». En considérant la situation génétique des « vrais » jumeaux, il démontre que chaque jumeau n’est pas un clone mais un être singulier. En effet, après la fécondation, interviennent toute une série d’étapes qui sont autant de points de divergence possibles entre vrais jumeaux, dont la répartition aléatoire de l’ adn mitochondrial au cours du développement embryonnaire, l’inactivation du chromosome x , et l’instabilité mitotique. Enfin, du fait de la possible survenue de mutations, expansions ou contractions de l’ adn génomique codant et non codant lors des divisions cellulaires dans les tissus en développement (mutations somatiques), une mère indemne de toute maladie génétique peut donner naissance à de vrais jumeaux dont l’un – et pas l’autre – présentera une malformation, une fragilité osseuse, un cancer ou une maladie neurologique. Ces recherches préviennent contre toute tentation de prédire à partir de diagnostic anténatal ce qu’il en sera du devenir somatique du sujet. L’incertitude pronostique ainsi démontrée comme résultat de la complexité de la connaissance scientifique en génétique ne peut qu’inciter à un accueil du singulier dans les consultations en binômes associant un(e) généticien(e) et un(e) psychanalyste.

Six femelles dromadaires de race Bikaneri ont été saillies par des mâles reproducteurs lorsque des follicules de dimension égales ou supérieurs à 9 mm ont pu êtres observés par échographie. L’échographie en mode B et en temps réel a été utilisée pour détecter le très jeune embryon et assurer le suivi de son développement, de sa croissance et de ses caractéristiques anatomiques entre les 18e et 40e jours après la monte. La vésicule embryonnaire et l’embryon proprement dit à l’intérieur de la vésicule ont été visibles respectivement aux 18e et 23e jours après la monte. Les pulsations cardiaques de l’embryon lui-même ont pu être détectées au 30e jour. L’allantoïde et l’amnios ont été identifiés pour la première fois au 40e jour. La zone optique a également été identifiée pour la première fois au 40e jour après la monte. La méthode ultrasonographique peut permettre d’identifier l’état gravide ou non gravide des femelles dromadaires dès le 20e jour de gestation et les résultats obtenus par cette méthode sont connus dans l’instant même.

La production par une jument d’un poulain par an (et pourquoi pas de plusieurs) avec de la semence d’étalon conservée fraîche ou congelée est l’objectif appliqué actuel de toutes les équipes de recherche. Un point très détaillé en français dans les domaines couverts par notre équipe avait été fait en 1992 dans le Recueil de Médecine vétérinaire (volume 168, numéro 11-12). Depuis, de nouvelles connaissances ou de nouvelles technologies ont vu le jour et il était important de les mettre à disposition d’un large public. Le phénomène d’inactivité ovarienne en début de saison de monte limite le nombre de cycles disponibles pour une fécondation. Des études ont permis d’affiner les conditions des traitements lumineux. Des traitements longs à la mélatonine pourraient permettre de décaler le rythme annuel de reproduction de la jument. Le développement des follicules ovariens est sous le contrôle des hormones hypophysaires FSH et LH, et de facteurs intra-ovariens dont l’inhibine. La maîtrise du nombre d’ovulations permettrait (lors de transfert embryonnaire) de pouvoir produire plusieurs embryons par cycle. Des essais de superovulation sont en cours qui utilisent la FSH exogène ou l’effet anti-inhibine. La maîtrise du moment de l’ovulation peut se faire classiquement par injection d’hCG mais aussi par l’administration de GnRH sous forme d’implant. La croissance et la maturation du follicule dominant, ainsi que l’atrésie des follicules dominés, se caractérisent par l’évolution intrafolliculaire de nombreux paramètres biochimiques dont certains ont été étudiés dans l’espèce équine. Sous échographie transvaginale, le rythme de collecte d’ovocytes le plus rentable est de deux ponctions au cours du même cycle (l’une en fin de croissance folliculaire, l’autre en phase lutéale) : on obtient alors 9 ovocytes en moyenne. La maturation de l’ovocyte provient des maturations respectives du cumulus, du cytoplasme et du noyau. La fécondation in vitro (FIV) n’ayant donné que des résultats moyens, d’autres techniques de reproduction assistée sont utilisées actuellement avec plus de succès au laboratoire : 1) la mise en place de l’ovocyte d’une donneuse soit dans l’oviducte (GIFT), soit dans le follicule (TOIF) d’une receveuse, avec fécondation de la receveuse et 2) l’introduction d’un spermatozoïde directement dans le cytoplasme de l’ovocyte (ICSI). Le transfert d’embryon est utilisé sur le terrain en France principalement pour des juments de haute valeur génétique. Le transport d’embryons frais, mais surtout l’utilisation de la congélation des embryons, simplifieront la gestion entre donneuse et receveuse. La baisse de fertilité observée sur les étalons de plus de 15 ans est fréquemment associée à un profil hormonal caractéristique (niveau basal de FSH et de LH élevé, d’oestrogène diminué, niveau de testostérone non modifié après induction à l’hCG). Ceci pourrait être la conséquence d’une dégénérescence testiculaire primaire. L’évolution des travaux sur la conservation de la semence a abouti à la mise au point de deux grands types de techniques d’insémination : en semence fraîche et en semence congelée. Les résultats obtenus dans les Haras Nationaux montrent que la fertilité par cycle est proche pour les deux types de technique. L’effort doit porter en partie sur des améliorations techniques qui permettront d’avoir accès à toutes les techniques de conservation et d’insémination artificielle pour la grande majorité des étalons. Les critères d’évaluation de la qualité de la semence utilisés en routine (examen de la mobilité essentiellement) ne donnent pas entièrement satisfaction puisqu’ils ne permettent pas de "détecter" certains étalons dont la fertilité se révèle réduite. La plupart des fonctions cellulaires des spermatozoïdes peuvent être explorées : intégrité des membranes, de l’acrosome, stabilité de la chromatine, activité des mitochondries... Cependant les relations de ces fonctions entre elles et, surtout, les relations entre ces fonctions et la fertilité ne sont pas encore très claires.

Faisant le bilan des études urbaines portant sur le Québec, Yves Martin signalait, lors de notre premier colloque de 1962, la présence de plusieurs études particulières, surtout de type historique, et de certains essais qui tentaient une définition générale du processus d'urbanisation. Il regrettait toutefois qu'il n'existât pratiquement aucune relation entre ces études proprement monographiques et ces hypothèses globales. Ce manque de liaison, par ailleurs, se faisait surtout sentir dans le domaine de l'organisation sociale et politique ainsi que dans le domaine de la culture. La ville en tant que principe d'organisation de notre société était affirmée sans être analysée, ni de façon empirique, ni même de façon théorique. Déjà, en 1962, l'urbanisation et le phénomène urbain québécois apparaissaient comme objet d'étude particulièrement fructueux pour l'un de nos colloques. L'objectif de ces colloques, en effet, est d'essayer d'ouvrir de nouveaux chantiers de recherche ou de consolider ceux qui sont encore embryonnaires. Comme dans le cas des colloques précédents, il ne s'agit pas, cette fois non plus, d'apporter une solution définitive a l'analyse de l'urbanisation mais plutôt d'essayer de structurer de façon un peu plus précise les avenues qui pourraient être fructueuses pour les chercheurs contemporains et futurs. Par ailleurs, en six ans, la situation décrite par Yves Martin et son commentateur Louis Trotier a évolué dans deux sens. Des études empiriques et monographiques ont été accomplies pour combler les lacunes graves au point de vue de l'organisation sociale et politique de même qu'au point de vue de la mentalité. C'est à partir de certains faits vérifiés et qui sont présentés dans les travaux de ce colloque que nous pourrons maintenant commencer à discuter des problèmes. Nous avons dépassé l'étape des questions purement académiques et théoriques. D'autre part, la société québécoise elle-même s'interroge de plus en plus sur son caractère urbain et commence à découvrir les véritables dimensions de sa transformation profonde ainsi que les véritables questions que son urbanisation pose à son devenir. Non seulement la problématique des hommes de science devient-elle plus concrète, mais elle commence à se rapprocher d'une problématique que la société dans son ensemble est en train d'élaborer. Ce rapprochement de la pensée scientifique et de la pratique politicosociale dépasse le phénomène de l'urbanisation et donne à la pensée scientifique, en particulier à la pensée des sciences humaines, un dynamisme nouveau. Il lui propose un défi tout à fait particulier. Nous ne pouvons plus nous contenter de décrire les phénomènes, nous devons chercher à faire de la prospective et, pour autant, à déterminer les grandes lignes qui deviendront les axes fondamentaux de notre développement. Je tomberai peut-être dans le vice de la «spéculation» dénoncé par Yves Martin en 1962, mais j'ose espérer que les propos qui suivent, tout en restant spéculatifs, s'appuieront à la fois sur les études nouvelles qui ont été faites depuis quelques années et sur la problématique sociétale qui semble se développer dans notre milieu. Malgré certains retards dus à la conjoncture ou malgré certaines impatiences d'individus ou de groupes plus clairvoyants, il semble acquis que le Québec, comme toute société moderne, est une société qui se donne comme objectif premier le développement et le contrôle de ce développement. La caractéristique la plus fondamentale de toute société moderne est d'être une société qui veut bâtir son devenir à partir de sa propre définition de ce qu'elle veut être. L'évolutionnisme ou le déterminisme historique et social cède le pas au volontarisme sociétal. Dans ce contexte, l'urbanisation ou du moins certains styles d'urbanisation ne paraissent plus comme des nécessités inéluctables mais plutôt comme la résultante de certains choix. Sans doute, le choix des orientations urbaines à prendre est-il limité par un très grand nombre de contraintes historiques, économiques, sociologiques. Mais à l'intérieur de ces contraintes, plusieurs possibilités demeurent et il nous reste à déterminer collectivement laquelle ou lesquelles sont désirables pour la société québécoise. Dans ces propos préliminaires, nous chercherons donc à nous interroger à la fois sur notre connaissance de ce qu'a été et de ce qu'est le phénomène urbain québécois et sur notre connaissance de ce qu'il sera ou pourrait être. En d'autres termes, je voudrais que ce colloque cherche non seulement à déterminer ce qui est institutionnalisé dans le phénomène urbain et dans le processus d'urbanisation, mais encore qu'il s'inquiète et qu'il recherche les innovations sociales encore mal définies qui contiennent déjà l'embryon des institutions futures possibles. Ces interrogations, je voudrais les diriger sur trois objets qui sont loin d'épuiser toutes les questions que l'urbanisation du Québec pose et posera, mais qui m'apparaissent comme les plus urgentes. Il s'agit du réseau du tissu urbain; du mode de vie urbain; du système politique qui animera à la fois ce tissu et cette vie urbaine.

Les relations du travail en Amérique Latine se caractérisent par la présence traditionnelle d'un autoritarisme étatique qui se manifeste par une intervention continuelle, une législation abondante et parfois contradictoire, ainsi que par un conflit permanent. Tout cela dans un cadre social hétérogène dans lequel les relations du travail ont depuis peu cesse d'être atomisé pour se centraliser dans les branches industrielles. Ces caractéristiques normalisent toujours les relations du travail en Amérique Latine, mais leur poids diminue chaque fois que de nouveaux facteurs, tant internes qu'externes, entrent en jeu. Les nouvelles tendances, encore embryonnaires, amplifient le caractère extra juridique de la relation employeur-travailleur, de même que l'autonomie des acteurs immédiats en relations du travail, ainsi que la faible présence d'une optique coopérative et participative. La gestion patronale a joué un rôle principal dans cette évolution, particulièrement dans les domaines nouveaux, là où l'absence de tradition a facilité l'innovation. Les multinationales et le secteur d'exportations non traditionnel constituent les meilleurs exemples. Ce résumé a pour objet de présenter ces nouvelles tendances, d'identifier les facteurs internes et externes qui les ont générés, ainsi que d'offrir une base de comparaison pour faciliter une évolution globale de l'état des relations du travail au niveau international. Facteurs internes : La gestion patronale actuelle en Amérique Latine montre qu'il y a une crise complexe chez les protagonistes des relations du travail, c'est-à-dire les travailleurs, les employeurs et l'État. D'un cote, l'augmentation inusitée des grèves locales et nationales, le caractère « illégal » de la majorité des grèves locales dues à l'échec de la négociation collective, ou encore, leur emploi comme outil de solution des conflits, et enfin, l'importante complexité des demandes constituent les principaux problèmes. La source immédiate de ceux-ci est syndicale, alors que les causes plus profondes se rencontrent, pour la majorité, en dehors du contrôle des acteurs. À cause de cette distanciation, les relations se polarisent chaque fois plus. Les relations du travail doivent ainsi en venir à se rencontrer devant un tiers, l'État, qui lui aussi, devient chaque fois plus décisif. De l'autre cote, le maintien, l'accroissement ou le changement fréquent des lois du travail ainsi que la partialité des gouvernements en place soit avec les employeurs ou les travailleurs, reflètent la continuité ou l'augmentation de l'interventionnisme étatique dans la détérioration des relations entre les parties. Les réajustements périodiques des salaires selon les changements au cout de la vie dus à l'inflation, par exemple, exigent des employeurs qu'ils réajustent subséquemment leurs politiques salariales et leurs couts divers. Les changements dans la législation imposent une adaptation de la part des employeurs. En général, l'important interventionnisme étatique ainsi que le réglementarisme limitent de manière irrationnelle le mouvement autonome des relations du travail. Cependant, autant les employeurs que les travailleurs ont exercé, ces dernières années, une force extraordinaire tendant à changer, en leur faveur, le schéma et les règles qui gouvernent les relations du travail. Tous deux ont influencé le processus politique afin de limiter le déterminisme étatique dans les deux secteurs de la propriété, publique et privée, mais aussi dans le but de forcer la réconciliation avec leur acteur rival et ceci, en accord avec la logique de leurs propres intérêts. Le solde net de ce changement a été une relative ouverture du système traditionnel des relations du travail vers des formes nouvelles de relations, comme le système d'administration des ressources humaines, la concertation sociale, la négociation par branche industrielle et la transformation du régime du travail dans le secteur public, particulièrement dans les entreprises de l'État. Facteurs externes : La crise économique que vivent pratiquement tous les pays de cette région, l'accroissement disproportionne de l'offre de travail et de ses accompagnateurs naturels comme le chômage et le travail au noir, l'intervention excessive de l'État dans l'économie, de même que son centralisme, et le défi de la concurrence internationale basé sur l'internationalisation des facteurs de production sont les changements contextuels qui ont eu un impact majeur dans les relations du travail en Amérique Latine. Ceux-ci ont exercé une influence variable aussi bien sur les facteurs internes mentionnes plus haut que sur les relations du travail elles-mêmes, de façon directe. La gestion patronale a répondu à ces divers facteurs avec une grande variété de critères et d'actions. Une des réponses a été l'adoption de systèmes d'administration du personnel en remplacement du système de relations du travail. Même si cette pratique est naissante, son développement rapide, et ceci dans les secteurs les pins modernes et les plus rentables (les multinationales en constituent l'avant-garde), lui a concédée une importance majeure ces dernières années. Le système d'administration des ressources humaines est un concept radicalement différent de celui du système traditionnel des relations du travail. Alors que le premier est centre sur la relation individuelle employeur-travailleur, le second l'est sur la relation collective employeur-syndicat. L'expérience latino-américaine montre que la tendance actuelle va vers la superposition des systèmes. Les entreprises qui furent organisées sous le système traditionnel de relations du travail continuent dans cette direction, alors que les nouvelles entreprises, particulièrement celles qui participent aux secteurs les plus modernes de l'économie, ont l'option d'essayer un ou l'autre des systèmes, ou encore l'intégration des deux. Dans le cas où le système de l'administration des ressources humaines est adopte, le raisonnement logique est de donner fréquemment des avantages non économiques aux travailleurs, afin qu'ils ne voient pas la nécessité de recourir à la syndicalisation, ou encore, dans le but de diminuer les sources de conflit. Trois types de stratégies ont été pratiques dans divers pays : a) la création d'associations professionnelles dans le champ des ressources humaines et de l'administration du personnel, avec pour objectif d'améliorer le recrutement et la promotion dans l'emploi; b) la création et le développement de mécanismes destines à motiver les travailleurs, comme les cercles de qualité, les comités mixtes travailleurs-direction de l'entreprise et les programmes d'incitation non pécuniaires; c) l'ouverture d'alternatives participatives, aussi bien dans la gestion (cogestion, cogouvernement ou codétermination), que dans les bénéfices et la propriété de l'entreprise. Cette dernière stratégie a généralement été exécutée dans des conditions de faible stabilité du travail et de faible influence de la négociation collective. La motivation du travailleur a été le centre d'attention de divers programmes crées sous l'initiative de l'employeur. Les cercles de qualité sont les plus répandus en Amérique Latine, mais des comités de productivité, des programmes de préretraite et des clubs sociaux à l'intérieur de l'entreprise ont aussi été formes. En quelques mots, l'adoption du système d'administration des ressources humaines, même si elle est récente, est déjà une réalité en Amérique Latine. Le développement et l'établissement général de ces programmes sont ici plus que de simples souhaits des acteurs sociaux. On pourrait dire qu'il leur reste à traverser le même niveau de difficultés que le développement économique des pays latino-américains.

Les tuniciers (Chordata) sont les plus proches des vertébrés capables de régénérer leur corps entier (WBR pour Whole Body Regeneration) lors de blessures graves ou dans le cadre de leur cycle de reproduction asexuée. Chez différents tuniciers, la WBR est initiée par divers tissus non-homologues d’une espèce à l’autre, incluant le recrutement de cellules souches mésenchymateuses et/ou la dé/transdifférenciation de certains épithéliums. Néanmoins, les dynamiques cellulaires et les mécanismes moléculaires qui sous-tendent la WBR restent encore méconnus. Pour mieux comprendre les différences et les points communs entre différents modes de WBR acquis indépendamment, j’étudie la famille des Stylidae chez laquelle j'ai sélectionné deux espèces de tuniciers maintenues en laboratoire et qui ont développé de manière convergente la capacité de WBR: Botryllus schlosseri et Polyandrocarpa zorritensis. J'ai mis au point une technique de marquage fluorescent in vivo qui m'a permis d'obtenir le profil transcriptomique (RNAseq) de sept stades clefs de la WBR chez P. zorritensis. L'analyse différentielle de l'expression des gènes a révélé des groupes de gènes associés à chaque étape, de l'initiation de la WBR au début de la morphogenèse. Je compare maintenant ces résultats avec des jeux de données RNAseq de WBR chez d'autres espèces de tuniciers (B. schlosseri, B. leachii et P. misakiensis) en tirant parti des données transcriptomiques disponibles ainsi que des données génomiques de haute qualité récemment obtenus par notre équipe. Grâce à cela j’ai commencé à identifier des gènes orthologues partageant une expression dynamique au cours de différents modes de WBR acquis de manière convergente au cours de l’évolution. Une exploration plus approfondie du patron d'expression de ces gènes chez ces espèces me permettra de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents à l'évolution plastique de la WBR chez les chordés
Tunicates (Chordata) are the closest relative to vertebrates able to undergo whole-body regeneration (WBR) upon severe injury or as part of their asexual life cycle. In different tunicate species, WBR starts from various non-homologous epithelia or mesenchymal cells, which either home adult stem cells or undergo de/transdifferentiation. The cell dynamics and the molecular players behind WBR are still elusive. To better understand differences and commonalities between independently evolved WBRs, I focused on the family of Styelidae, in which I selected two tunicate laboratory-reared species that independently evolved the capacity of WBR: Botryllus schlosseri and Polyandrocarpa zorritensis. Taking advantage of our previous morphological characterization of P. zorritensis WBR, I adapted a live-staining technique that allowed me to obtain the transcriptomic profile of seven informative stages of WBR in this species. Differential gene expression analysis revealed clusters of genes associated with each stage, from WBR initiation to the onset of morphogenesis. I’m now comparing these results with published and in-house RNAseq datasets of WBR in other species of tunicate (B. schlosseri, B. leachii, and P. misakiensis) taking advantage of available transcriptomic data as well as high quality genome data recently obtained by our team. This started to lead to the identification of orthologous genes sharing a dynamic expression during convergently acquired WBR. Further exploration of the expression pattern of these genes across species will allow us to identify common and different mechanisms underlying the plastic evolution of WBR in chordates

Les récepteurs à dépendance présentent la particularité d'induire deux voies de signalisation différentes selon la disponibilité de leur ligand. En présence de leur ligand, ils transduisent une voie de signalisation favorisant notamment la survie cellulaire (signalisation positive), tandis qu'en son absence, ils induisent activement l'apoptose des cellules (signalisation négative). La dualité fonctionnelle de ces récepteurs pourrait leur conférer un rôle central au cours du développement embryonnaire, mais aussi dans le maintien de l'homéostasie cellulaire chez l'adulte. En effet, du fait de leur signalisation pro-apoptotique, les récepteurs à dépendance pourraient limiter le nombre de cellules (en fonction de la disponibilité en ligand), et réguler leur migration (dans des zones dépourvues de ligand), au cours des processus développementaux mais aussi en cas de prolifération tumorale et de dissémination métastatique. Au cours de ma thèse, j'ai donc développé différentes thématiques de recherche visant à préciser le rôle du contrôle apoptotique exercé par les couples nétrine-1/récepteurs à dépendance (DCC et UNC5B) au cours de la tumorigenèse et du développement embryonnaire. Dans ce cadre, nous avons montré que les souris exprimant une forme mutée du récepteur DCC, ayant perdu la capacité d'induire l'apoptose des cellules en absence de son ligand la nétrine-1, étaient prédisposées à la survenue de (1) cancers colorectaux dans un contexte prédisposant, et de (2) lymphomes non hodgkiniens (LNH) dans un modèle de vieillissement. Ces résultats suggèrent que DCC puisse agir comme un suppresseur de tumeur conditionnel, via sa voie de signalisation négative, en absence de son ligand nétrine-1. De plus, nous avons montré qu'il existe un gain de nétrine-1 dans une fraction significative de LNH de type B (LNH-B) chez l'Homme, gain qui leur confère un avantage sélectif en bloquant constitutivement l'apoptose induite par le récepteur DCC. Réciproquement, nous avons montré que l'utilisation d'un anticorps ciblant la nétrine-1 était capable de restaurer l'apoptose induite par le récepteur DCC non lié, dans des lignées tumorales humaines de LNH-B in vitro et ex-vivo dans un modèle de xénogreffe. Ainsi, nos résultats suggèrent que cibler l'interaction nétrine-1/DCC dans les LNH-B pourrait être une stratégie thérapeutique prometteuse. La partie " développement " de mon travail de thèse est encore préliminaire. Elle se focalise sur le rôle du contrôle apoptotique exercé par les couples nétrine-1/récepteurs à dépendance (DCC et UNC5B) au cours de la mise en place des réseaux vasculaire et nerveux chez l'embryon de souris

Les tuniciers coloniaux peuvent générer un nouveau corps par reproduction asexuée et par la régénération entière du corps, deux formes de développement non-embryonnaire (DNE). Les différents modes de DNE sont définis en fonction de la nature des tissus organogénétiques. Curieusement, cette capacité est dispersée au sein du sous-phylum, qui contient des espèces capables de DNE (colonial) proches phylogénétiquement d’espèces ou les capacités régénératives sont absentes ou réduites (solitaire). Cela suggère que le DNE a été acquis et perdu plusieurs fois au sein du groupe. L’espèce coloniale Polyandrocarpa zorritensis semble avoir indépendamment acquis la capacité de DNE. Au cours de ma thèse, j’ai caractérisé le DNE dans cette espèce, en identifiant les étapes de DNE en conditions de laboratoire ainsi que les tissus et cellules mises en jeu. J’ai mis en évidence la participation des cellules mesenchymales et de l’épithélium vasculaire dans ce type de DNE. Ça n’a été pas décrit auparavant, et nous avons décidé de l’appeler ‘bourgeonnement vasale’. J’ai observé des cellules mesenchymales non-différenciées se regrouper et proliférer au point de régénération. J’ai décrit les cellules mesenchymales, en identifiant dans les cellules qui prolifèrent un morphotype non-différencié, les hémoblastes, aussi connues comme étant des cellules-souches putatives chez d’autres ascidies coloniales. De plus, j’ai défini la présence d’une étape de quiescence, la sphérule, dans le cycle de vie de P. zorritensis et j’ai caractérisé les variables environnementales et les mécanismes moléculaires mis en jeu dans la quiescence de cette espèce et dans une espèce éloignée, Clavelina lepadiformis
Colonial tunicates can generate a new adult body by asexual reproduction and whole body regeneration, two forms of non-embryonic development (NED). Different modes of NED are defined depending on the nature of the organogenetic tissues. Interestingly, this capacity is scattered across the sub-phylum, with species able of NED (colonial) closely related to species where regenerative capabilities are absent or reduced (solitary). This suggests that NED has been acquired or lost several times among the group. In recent phylogeny of family Styelidae, the colonial species Polyandrocarpa zorritensis seems to have acquired independently the capability of NED. During my PhD, I characterized the NED in this species, identifying the stages of NED under laboratory conditions and the tissues/cells involved. By histological and ultrastructural analyses, I highlighted the participation to NED of vascular epithelium and mesenchymal cells. This type of NED was undescribed before, and we decided to call it “vasal budding”. During the early stages of vasal budding I observed undifferentiated mesenchymal cells cluster and proliferate at the regenerative point; their distribution varies during vasal budding, increasing in the developing areas. I described the mesenchymal cells, identifying in the proliferating cells an undifferentiated morphotype, the hemoblasts, known as putative stem cells in other colonial ascidian. In addition, I defined the presence of a dormant stage, the spherule, in the life cycle of P. zorritensis and I characterized the environmental variable and the molecular mechanisms involved in dormancy in this species and in a distantly related species, Clavelina lepadiformis

Le contrôle de la migration cellulaire est un processus essentiel fortement conservé chez l'embryon et lors de la formation des métastases à partir de tumeur primaires. La crête neurale (CN) est une population cellulaire embryonnaire multipotente, définie par sa capacité à migrer à travers l’embryon et donnant naissance à de nombreux dérivés tels que les os et cartilages craniofaciaux ou les mélanocytes, cellules pigmentées de la peau. Ses caractéristiques cellulaires et moléculaires font de la CN un très bon modèle physiologique permettant de comprendre le développement de métastases. L’équipe Monsoro-Burq a identifié un nouveau régulateur de la transition épithélium-mésenchyme et la migration de la CN in vivo, connu pour réguler la glycolyse, appelé PFKFB4. Contrairement à l'hypothèse initiale d'un contrôle de PFKFB4 sur la glycolyse l’équipe démontré que PFKFB4 est indispensable pour la mise en place de la CN, en activant la signalisation PI3K/AKT, indépendamment de son rôle de régulateur de la glycolyse (Pegoraro et al. 2015). L’objectif de cette thèse consiste à établir si ce lien nouveau entre PFKFB4 et l'activation de la signalisation AKT est important au cours de la migration de la CN et dans un contexte de cancer invasif ainsi que de définir quels en sont les mécanismes moléculaires. Dans un premier temps, nous avons montré que PFKFB4 joue un double rôle, à la fois sur la glycolyse et sur la voie PI3K/AKT pour le contrôle de la migration des cellules de la CN (Figueiredo et al. 2017). Dans un second temps, nous avons choisi d’étudier cela dans des cellules humaines de mélanomes, un modèle de cancer dérivé de la crête neurale, où PFKFB4 est surexprimé. Nous avons montré que PFKFB4 contrôle la migration de cellules de mélanome indépendamment de son rôle sur la glycolyse, comme dans l’embryon. Dans le mélanome et la CN, nous avons montré que PFKFB4 agit indirectement sur AKT. Nous avons recherché un partenaire de PFKFB4 par spectrométrie de masse et identifié ICMT, un régulateur de la localisation de RAS. Enfin, nous avons pu explorer l’importance de cette interaction dans le contrôle de la voie AKT et de la migration des cellules de mélanome (Sittewelle et al., 2020). Ce travail de thèse a permis d’explorer le détail moléculaire par lequel PFKFB4, régulateur du métabolisme cellulaire, contrôle également par un mécanisme non conventionnel, la réponse des cellules aux signaux de leur environnement et la migration cellulaire. Nos résultats permettent de décrire un nouveau lien fondamental de la coordination de la migration dans le contexte physiologique des migrations embryonnaires et celui pathologique des métastases
Control of cell migration is highly conserved between embryo and metastasis formation from primary tumors. The neural crest (NC) is a multipotent cell population defined by its migratory properties, giving rise to multiple derivatives as bones and cartilages of the face or melanocytes which are pigmented cells of the skin. Cellular and molecular properties of NC make of it a very good physiological model helping to understand the development of metastasis. Monsoro-Burq team identified a new regulator of NC in vivo, known to regulates glycolysis, called PFKFB4. The team demonstrated that PFKFB4 is essential for NC induction, in a glycolysis independent manner, via PI3K/AKT signaling (Pegoraro et al., 2015). The aim of this thesis is to establish if this new link between PFKFB4 and AKT activation is important during NC migration and in an invasive cancer context, as well as defining what are the underlying molecular mechanisms. First, we have shown that PFKFB4 is playing a double role, both on glycolysis and PI3K/AKT signaling to control NC cell migration (Figueiredo et al., 2017). Secondly, we chose to study this regulation in human melanoma cell line, a model of neural crest derived cancer, where PFKFB4 is overexpressed. We have shown that PFKFB4 control cell migration independently of its role in glycolysis, as during NC development. In melanoma and in NC, we found that PFKFB4 act indirectly on AKT. We looked for a partner of PFKFB4 with mass spectrometry and identified ICMT, a regulator of RAS subcellular localization. Finaly, we explored the importance of this interaction in AKT activation and melanoma cell migration (Sittewelle et al., 2020). This thesis work allowed to explore the molecular detail by which PFKFB4, a cell metabolism regulator, also control the response of cells to signals from their environment and their migration, by a non-canonical mechanism. Our results allow us to describe a new fundamental link in the coordination of cell migration in the physiological context of embryonic cell migration and pathological context of metastasis

Chez les Mammifères femelles, l’extinction transcriptionnelle d’un des deux chromosomes X pendant l’embryogénèse précoce compense le déséquilibre de dose des gènes liés à l’X entre les sexes. L’inactivation aléatoire du chromosome X est mise en place dans la masse cellulaire interne du blastocyste et maintenue jusqu’à l’âge adulte dans le soma. Chez certains Euthériens incluant la souris, les tissus extra-embryonnaires (trophectoderme et endoderme primitif) montrent une inactivation soumise à empreinte du X paternel. Le statut inactif du Xp peut être étudié ex vivo dans les cellules souches trophoblastiques (TS) dérivées du trophectoderme. Nous avons pu sélectionner des cellules TS montrant une réactivation partielle du Xp ou bien une inversion complète du profil d’inactivation. Ceci révèle une plasticité épigénétique accrue de l’inactivation dans le trophectoderme par au soma.L’inactivation aléatoire du chromosome X est récapitulée pendant la différenciation des cellules souches embryonnaires (ES), qui servent de modèle cellulaire. Ce processus est déclenché par l’accumulation en cis du long ARN non codant Xist qui crée un domaine nucléaire répresseur autour du futur chromosome X inactif. Avant la différenciation, l’accumulation de Xist est réprimée par un autre long ARN non codant, Tsix, qui est transcrit en antisens de Xist. Afin d’adresser la dynamique fonctionnelle des ARN Xist et Tsix, nous avons inséré différents motifs d’étiquetage au locus Xist/Tsix endogène. Incorporés dans l’ARN sens ou antisens, ces étiquettes sont reconnues spécifiquement par des molécules fluorescentes, permettant ainsi la visualisation de ces transcrits dans les cellules vivantes
In female Mammals, the transcriptional silencing of one of the two X chromosomes during early embryogenesis compensates the dosage disequilibrium of X-linked genes between sexes. Random X chromosome inactivation occurs in the inner cell mass of the blastocyst and is maintained through adult life in the soma. In some Eutherian species including mice, extraembryonic tissues (trophectoderm and primitive endoderm) exhibit imprinted inactivation of the paternal X. The inactive state of the Xp can be extensively studied ex vivo in Trophoblast Stem (TS) cells derived from the trophectoderm. We were able to select from the general cell population, TS cells exhibiting partial reactivation of the Xp or showing a complete switch of imprinted X-inactivation pattern. This reveals an accrued epigenetic plasticity of imprinted X-inactivation in the trophectoderm as compared to random X-inactivation in the soma.Random X-chromosome inactivation is recapitulated during the differentiation of female Embryonic Stem (ES) cells – which serves as cellular model. This process is triggered by the cis-accumulation of Xist long non coding RNA molecules which create a nuclear repressive domain around the future inactive X chromosome. Before differentiation, the accumulation of Xist is repressed by another lncRNA, Tsix, that is transcribed antisense to Xist. In order to address the functional dynamics of Xist and Tsix RNAs, we inserted different types of tag sequences in the endogenous Xist/Tsix locus. Incorporated in the sense or antisense RNA, these tags are specifically recognized by fluorescent molecules, thereby allowing live cell imaging of these transcripts

Chez les Mammifères femelles, l’extinction transcriptionnelle d’un des deux chromosomes X pendant l’embryogénèse précoce compense le déséquilibre de dose des gènes liés à l’X entre les sexes. L’inactivation aléatoire du chromosome X est mise en place dans la masse cellulaire interne du blastocyste et maintenue jusqu’à l’âge adulte dans le soma. Chez certains Euthériens incluant la souris, les tissus extra-embryonnaires (trophectoderme et endoderme primitif) montrent une inactivation soumise à empreinte du X paternel. Le statut inactif du Xp peut être étudié ex vivo dans les cellules souches trophoblastiques (TS) dérivées du trophectoderme. Nous avons pu sélectionner des cellules TS montrant une réactivation partielle du Xp ou bien une inversion complète du profil d’inactivation. Ceci révèle une plasticité épigénétique accrue de l’inactivation dans le trophectoderme par au soma.L’inactivation aléatoire du chromosome X est récapitulée pendant la différenciation des cellules souches embryonnaires (ES), qui servent de modèle cellulaire. Ce processus est déclenché par l’accumulation en cis du long ARN non codant Xist qui crée un domaine nucléaire répresseur autour du futur chromosome X inactif. Avant la différenciation, l’accumulation de Xist est réprimée par un autre long ARN non codant, Tsix, qui est transcrit en antisens de Xist. Afin d’adresser la dynamique fonctionnelle des ARN Xist et Tsix, nous avons inséré différents motifs d’étiquetage au locus Xist/Tsix endogène. Incorporés dans l’ARN sens ou antisens, ces étiquettes sont reconnues spécifiquement par des molécules fluorescentes, permettant ainsi la visualisation de ces transcrits dans les cellules vivantes
In female Mammals, the transcriptional silencing of one of the two X chromosomes during early embryogenesis compensates the dosage disequilibrium of X-linked genes between sexes. Random X chromosome inactivation occurs in the inner cell mass of the blastocyst and is maintained through adult life in the soma. In some Eutherian species including mice, extraembryonic tissues (trophectoderm and primitive endoderm) exhibit imprinted inactivation of the paternal X. The inactive state of the Xp can be extensively studied ex vivo in Trophoblast Stem (TS) cells derived from the trophectoderm. We were able to select from the general cell population, TS cells exhibiting partial reactivation of the Xp or showing a complete switch of imprinted X-inactivation pattern. This reveals an accrued epigenetic plasticity of imprinted X-inactivation in the trophectoderm as compared to random X-inactivation in the soma.Random X-chromosome inactivation is recapitulated during the differentiation of female Embryonic Stem (ES) cells – which serves as cellular model. This process is triggered by the cis-accumulation of Xist long non coding RNA molecules which create a nuclear repressive domain around the future inactive X chromosome. Before differentiation, the accumulation of Xist is repressed by another lncRNA, Tsix, that is transcribed antisense to Xist. In order to address the functional dynamics of Xist and Tsix RNAs, we inserted different types of tag sequences in the endogenous Xist/Tsix locus. Incorporated in the sense or antisense RNA, these tags are specifically recognized by fluorescent molecules, thereby allowing live cell imaging of these transcripts

Les cellules sont les éléments constitutifs de base de tout organisme vivant. Tous les organismes vivants partagent des processus vitaux tels que croissance, développement, mouvement, nutrition, excrétion, reproduction, respiration et réaction à l’environnement. En biologie cellulaire, comprendre la structure et fonction des cellules est essentielle pour développer et tester de nouveaux médicaments. Par ailleurs, cela aide aussi à l’étude du développement embryonnaire. Enfin, cela permet aux chercheurs de mieux comprendre les effets des mutations et de diverses maladies. La vidéo-microscopie (Time Lapse Fluorescence Microscopie) est l’une des techniques d’imagerie les plus utilisées afin de quantifier diverses caractéristiques des processus cellulaires, à savoir la survie, la prolifération, la migration ou la différenciation cellulaire. En vidéo-microscopie, non seulement les informations spatiales sont disponibles, mais aussi les informations temporelles en réitérant l’acquisition de l’échantillon, et enfin les informations spectrales, ce qui génère des données dites « cinq dimensions » (X, Y, Z + temps + canal). En règle générale, les jeux de données générés consistent en plusieurs (centaines ou milliers) d’images, chacune contenant des centaines ou milliers d’objets à analyser. Pour effectuer une quantification précise et à haut débit des processus cellulaires, les étapes de segmentation et de suivi des noyaux cellulaires doivent être effectuées de manière automatisée. Cependant, la segmentation et le suivi des noyaux sont des tâches difficiles dû notamment au bruit intrinsèque dans les images, à l’inhomogénéité de l’intensité, au changement de forme des noyaux ainsi qu’à un faible contraste des noyaux. Bien que plusieurs approches de segmentation des noyaux aient été rapportées dans la littérature, le fait de traiter le bruit intrinsèque reste la partie la plus difficile de tout algorithme de segmentation. Nous proposons un nouvel algorithme de débruitage 3D, basé sur l’apprentissage d’un dictionnaire non supervisé et une représentation parcimonieuse, qui à la fois améliore la visualisation des noyaux très peu contrastés et bruités, mais aussi détecte simultanément la position de ces noyaux avec précision. De plus, notre méthode possède un nombre limité de paramètres, un seul étant critique, à savoir la taille approximative des objets à traiter. Le cadre de la méthode proposée comprend le débruitage d’images, la détection des noyaux et leur segmentation. Dans l’étape de débruitage, un dictionnaire initial est construit en sélectionnant des régions (patches) aléatoires dans l’image originale, puis une technique itérative est implémentée pour mettre à jour ce dictionnaire afin d’obtenir un dictionnaire dont les éléments mis à jour présentent un meilleur contraste. Ensuite, une carte de détection, basée sur le calcul des coefficients du dictionnaire utilisés pour débruiter l’image, est utilisée pour détecter le centre approximatif des noyaux qui serviront de marqueurs pour la segmentation. Ensuite, une approche basée sur le seuillage est proposée pour obtenir le masque de segmentation des noyaux. Finalement, une approche de segmentation par partage des eaux contrôlée par les marqueurs est utilisée pour obtenir le résultat final de segmentation des noyaux. Nous avons créé des images synthétiques 3D afin d’étudier l’effet des paramètres de notre méthode sur la détection et la segmentation des noyaux, et pour comprendre le mécanisme global de sélection et de réglage de ces paramètres significatifs sur différents jeux de données
Cells are the basic building blocks of all living organisms. All living organisms share life processes such as growth and development, movement, nutrition, excretion, reproduction, respiration and response to the environment. In cell biology research, understanding cells structure and function is essential for developing and testing new drugs. In addition, cell biology research provides a powerful tool to study embryo development. Furthermore, it helps the scientific research community to understand the effects of mutations and various diseases. Time-Lapse Fluorescence Microscopy (TLFM) is one of the most appreciated imaging techniques which can be used in live-cell imaging experiments to quantify various characteristics of cellular processes, i.e., cell survival, proliferation, migration, and differentiation. In TLFM imaging, not only spatial information is acquired, but also temporal information obtained by repeating imaging of a labeled sample at specific time points, as well as spectral information, that produces up to five-dimensional (X, Y, Z + Time + Channel) images. Typically, the generated datasets consist of several (hundreds or thousands) images, each containing hundreds to thousands of objects to be analyzed. To perform high-throughput quantification of cellular processes, nuclei segmentation and tracking should be performed in an automated manner. Nevertheless, nuclei segmentation and tracking are challenging tasks due to embedded noise, intensity inhomogeneity, shape variation as well as a weak boundary of nuclei. Although several nuclei segmentation approaches have been reported in the literature, dealing with embedded noise remains the most challenging part of any segmentation algorithm. We propose a novel 3D denoising algorithm, based on unsupervised dictionary learning and sparse representation, that can both enhance very faint and noisy nuclei, in addition, it simultaneously detects nuclei position accurately. Furthermore, our method is based on a limited number of parameters, with only one being critical, which is the approximate size of the objects of interest. The framework of the proposed method comprises image denoising, nuclei detection, and segmentation. In the denoising step, an initial dictionary is constructed by selecting random patches from the raw image then an iterative technique is implemented to update the dictionary and obtain the final one which is less noisy. Next, a detection map, based on the dictionary coefficients used to denoise the image, is used to detect marker points. Afterward, a thresholding-based approach is proposed to get the segmentation mask. Finally, a marker-controlled watershed approach is used to get the final nuclei segmentation result. We generate 3D synthetic images to study the effect of the few parameters of our method on cell nuclei detection and segmentation, and to understand the overall mechanism for selecting and tuning the significant parameters of the several datasets. These synthetic images have low contrast and low signal to noise ratio. Furthermore, they include touching spheres where these conditions simulate the same characteristics exist in the real datasets. The proposed framework shows that integrating our denoising method along with classical segmentation method works properly in the context of the most challenging cases. To evaluate the performance of the proposed method, two datasets from the cell tracking challenge are extensively tested. Across all datasets, the proposed method achieved very promising results with 96.96% recall for the C.elegans dataset. Besides, in the Drosophila dataset, our method achieved very high recall (99.3%)

Prédire la capacité de développement et d'implantation des embryons reste un enjeu majeur pour l’Assistance Médicale à la Procréation (AMP). L’AMP doit répondre au désir du couple d’avoir un enfant en limitant les risques encourus par la mère et l’enfant en cas de grossesse multiple. Tous les laboratoires d’AMP utilisent des critères morphologiques pour évaluer la compétence au développement des embryons en dépit de la faible valeur prédictive de cette analyse. L'interaction ovocyte-cumulus participe à l’acquisition par l'ovocyte de sa compétence au développement. Cette interaction met en jeu l’expression de gènes spécifiques dans les cellules de cumulus (CCs). Notre objectif était d'identifier des marqueurs non invasifs de la compétence ovocytaire au développement. Ainsi nous avons recherché au niveau des CCs des gènes et des protéines exprimés en fonction de l’aptitude de l’ovocyte fécondé à atteindre le stade de blastocyste. L'expression des gènes des CCs a été étudiée par puce à ADN et qPCR haut débit. Après avoir tenu compte de la variabilité des patientes, nous avons identifié les gènes RGS2, POLR3K et CUL4B comme biomarqueurs. L'expression des protéines des CCs a été étudiée par puce à protéines et après validation des anticorps ciblant les protéines d'intérêt, les protéines RGS2, POLR3K et MERTK ont été identifiées comme biomarqueurs de la compétence au développement de l'ovocyte. Ces résultats permettent d’envisager la création d’un modèle prédictif multicritère incluant la morphologie de l’embryon à J2, les gènes et protéines marqueurs
The ability to predict the developmental and implantation ability of embryos remains a major goal in human assisted reproductive technology (ART).ART should allow couple to become parents while limiting the risks to the mother and the child in case of multiple pregnancy. ART laboratories use morphological criteria to evaluate the oocyte competence despite the poor predictive value of this analysis. The oocyte-cumulus interaction helps the oocyte to acquire its developmental competence partly through the expression of specific genes at the cumulus level. Therefore our aim was to identify at the level of cumulus cells (CCs) genes and proteins related to oocyte developmental competence as non-invasive marker. Gene expression of CCs was studied using microarray and high throughput qPCR according to the developmental competence of the oocyte (ability to reach the blastocyst stage after fertilization). While taking into account the patient variability we identified RGS2, POLR3K and CUL4B as biomarkers at RNA level. Then protein expression of CCs was studied using Reverse Phase Protein Array. After validation of the antibodies targeting the proteins of interests, RGS2, POLR3K and MERTK were identified as protein biomarkers of the developmental competence of the oocyte. These results lead us to consider a multi variables predictive model including the morphology of the embryo at J2, genes and protein markers

Une exposition prénatale aux radiations ionisantes est associée au développement de pathologies neurodéveloppementales liées à l’induction de dommages à l’ADN dans les cellules souches et progéniteurs neuraux (CSPN). Ainsi, la stabilité génétique des CSPN est cruciale pour le développement et l’homéostasie du cerveau. Cependant, des altérations génomiques au niveau des CSPN au cours du développement pourraient promouvoir la diversité neuronale. XLF est un composant de la voie de réparation d’ADN par NHEJ (pour Non-Homologous End-Joining). Nous avons montré une augmentation de l’instabilité des CSPN dans le cerveau embryonnaire des souris Xlf-/- qui pourrait perturber la neurogenèse au cours du développement, et ainsi être responsable d’altérations comportementales identifiées chez ces souris à l’âge adulte. A l’aide d’approches cytogénétiques, nous avons comparés la stabilité chromosomique des CSPN et des fibroblastes embryonnaires murins (MEF) exposés à un stress génotoxique aigue (irradiation γ) ou chronique (incorporation de thymidine tritiée dans l’ADN). Nos résultats démontrent que les CSPN maintiennent leur intégrité génétique de façon plus efficace que les MEF. En effet, les CSPN semblent avoir de meilleures capacités de réparation des dommages à l’ADN que les MEF, ce qui leur permet de développer une réponse adaptative à un stress génotoxique chronique. Cette réponse adaptative implique XLF et agit conjointement avec les points de contrôle du cycle cellulaire et l'apoptose pour préserver la stabilité du génome et éliminer les cellules endommagées. L’ensemble de nos résultats apporte la démonstration d’une réponse robuste aux dommages de l'ADN dans les CSPN et souligne l'importance de XLF lors du développement du cerveau
Prenatal exposure to ionizing radiation has been associated with many neurodevelopmental disorders due to the DNA damage induced in neural stem and progenitors cells (NSPC). Thus, genetic stability of NSPC is crucial for brain development and homeostasis. Nevertheless, genomic alterations occurring during development in NSPC may have a potential impact on the physiological neuronal diversity. XLF is a component of the NHEJ (Non-Homologous End-Joining) repair pathway. Here, we show that NSPC from Xlf-/- embryos exhibit increased chromosome instability, leading to premature neurogenesis and consequently neurobehavioral disorders. Using cytogenetic approaches, we compared the chromosome stability of mouse embryonic NSPC and fibroblasts (MEF) exposed to acute (γ-irradiation) or chronic (incorporation of tritiated thymidine into DNA) genotoxic stress. Our results demonstrate the higher capacity of NSPC as compared to MEF to maintain their genomic integrity. We evidenced that NSPC have more efficient DNA repair activity than MEF, allowing them to develop an adaptive response to chronic genotoxic stress. This adaptive response involves XLF and acts together with apoptosis and cell cycle checkpoints to preserve the stability of the genome and to eliminate damaged cells. Altogether, our results provide new insights into the robust DNA damage response in NSPC and highlight the importance of Xlf during brain development