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Rôle de la communication entre structures embryonnaires et extra-embryonnaires dans la fertilité des mammifères d’élevage

Une synthèse des connaissances acquises, chez les espèces bovine, ovine, porcine et équine, dresse un bilan des processus cellulaires et moléculaires qui interviennent dans la communication (essentiellement sécrétoire) des structures embryonnaires entre elles et avec l'endomètre. La qualité de cette communication conditionne l’issue de la gestation.

Vache et son veau quelques heures après le vélage (Ferme expérimentale, Grignon).. © Inra, CAIN Anne-Hélène
Par Sylvie André
Mis à jour le 16/04/2018
Publié le 13/04/2018

Chez les mammifères, et notamment les mammifères d’élevage, une gestation réussie a longtemps été définie par la naissance d'une progéniture viable. Des événements péri-et post-conception défavorables peuvent en effet modifier les premières étapes de la gestation et conduire à des perturbations plus ou moins importantes du processus de placentation et du développement fœtal, affectant l’issue de la gestation. Mais ces évènements peuvent également affecter le développement postnatal. Ces événements défavorables proviennent essentiellement d’une mauvaise « communication » entre le conceptus * (l’embryon et les structures extra-embryonnaires comme le chorion, le sac vitellin …) et l’endomètre.

Les chercheurs de l’unité "Biologie du Développement et Reproduction" ont réalisé une synthèse des connaissances acquises chez les espèces bovine, ovine, porcine et équine, sur les processus cellulaires et moléculaires qui interviennent dans la communication (essentiellement sécrétoire) des structures embryonnaires entre elles et avec l'endomètre. Les sécrétions observées peuvent être auto, para ou endo-crines**.

Cette synthèse décrit d’abord les principales étapes du développement de l’embryon au cours de la période pré-implantatoire y compris les mécanismes impliqués dans l’élongation*** du conceptus.

Elle traite ensuite des principales sécrétions impliquées d’une part dans la communication entre les tissus embryonnaires et extra-embryonnaires du conceptus et d’autre part dans les interactions entre le conceptus et l’endomètre, telles que les prostaglandines (porcs, ruminants) ou l’interféron-tau (espèces bovine et ovine).

Enfin l’article présente des données expérimentales illustrant l’étroite connexion qui existe entre les sécrétions du conceptus et l’activité de l’endomètre. Il montre comment des événements perturbant ces interactions affectent la progression de l’implantation et subséquemment le déroulement et l’issue de la gestation, la santé post-natale, ainsi que l’expression de caractères de production de la descendance chez les mammifères d’élevage.

Les données ainsi synthétisées permettent de mieux comprendre les limites de l’endomètre dans sa capacité à maintenir le développement d’un embryon, en fonction du statut de la mère (génétique) et des perturbations épigénétiques que les facteurs environnementaux (ex: alimentation, stress, pathogènes, polluants environnementaux) peuvent induire dans la fonction utérine. Cette synthèse ouvre de nouvelles pistes d’investigations sur la maitrise de la fertilité des mammifères d’élevage et de l’expression optimale des performances de production. Ainsi, l’identification de biomarqueurs pourrait permettre le phénotypage de la capacité reproductive et de la qualité d’une gestation.  Le traitement de la fonction utérine est également une voie d’amélioration de cette fonction reproductive.

 

*Le conceptus comprend toutes les structures qui se développent à partir du zygote, à la fois embryonnaire et extra-embryonnaire.

**la communication autocrine est un mode de signalisation cellulaire impliquant des messagers chimiques — hormones, cytokines — qui agissent sur la cellule même qui les a synthétisés en se fixant sur des récepteurs de la membrane cellulaire.

La communication paracrine est un mode de signalisation cellulaire impliquant des messagers chimiques qui agissent dans le voisinage de la cellule qui les a synthétisés.

La communication endocrine est basée sur la sécrétion par les cellules glandulaires d'une substance chimique déversée dans le sang pour agir à distance sur les cellules cibles équipées d'un récepteur spécifique (cette substance est appelée hormone).

***Elongation : durant les premières étapes de la vie, l’embryon est constitué d’un groupe de cellules organisées en une structure symétrique ronde. Puis, lors de l’étape de mise en place des trois feuillets embryonnaires (endoderme, mésoderme et ectoderme), cette symétrie est brisée par des mouvements cellulaires et l’embryon s’allonge selon l’axe antéropostérieur (ou tête/queue)

Contact(s)
Contact(s) scientifique(s) :

Département(s) associé(s) :
Physiologie animale et systèmes d’élevage
Centre(s) associé(s) :
Jouy-en-Josas

Références

Sandra, O.; Charpigny, G.; Galio, L.; Hue, I., 2017. Preattachment embryos of domestic animals: Insights into development and paracrine secretions. In: Lewin, H.A.; Roberts, R.M.; Tteridge Kj, J.O.R.; Fertility, V.P., eds. Annual Review of Animal Biosciences, Vol 5. Palo Alto: Annual Reviews, 205-228. http://dx.doi.org/10.1146/annurev-animal-022516-022900