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La culture in vitro des follicules ovariens de brebis : interêt et limites

Les follicules ovariens préantraux d’agnelles sont capables de se développer jusqu’au stade antral en 20 jours quand ils sont cultivés in vitro. Les cellules folliculaires somatiques (granulosa et thèque) prolifèrent et se différencient plus précocement in vitro qu’ in vivo. Les ovocytes acquièrent également la capacité de reprendre la méiose plus précocement. Cette accélération se fait-elle au prix de la qualité ?

Folliculogénèse © P. Monget
Par Sylvie André
Mis à jour le 06/02/2018
Publié le 31/01/2018

La folliculogenèse basale : peu étudiée et pourtant déterminante

Si les mécanismes de la croissance terminale du follicule ovarien (partie droite de la figure) et les impacts des facteurs environnementaux et génétiques sur cette période sont largement étudiés, ceux contrôlant la première phase de croissance des follicules (dite folliculogenèse basale) restent peu abordés chez les animaux d’intérêt agronomique. Pourtant, cette phase de croissance basale, particulièrement sensible aux perturbations environnementales ou nutritionnelles, est d’une importance capitale pour la fertilité femelle et donc pour les performances des systèmes d’élevage. De plus, une meilleure connaissance de cette phase précoce pourrait permettre de produire in vitro des ovocytes fécondables et des embryons viables à partir de follicules encore dans la phase initiale. De tels travaux s’inscrivent ainsi dans les programmes de survie pour les espèces en voie d’extinction, et de procréation médicalement assistée pour les femmes rendues stériles à cause d’une chimio/radiothérapie. Les enjeux sont donc une meilleure connaissance de la fonction ovarienne, mais également une réponse à des questions agronomiques et sociétales.

Des follicules ovariens d’agnelles âgées de 6 à 8 mois (races Charolaise, Bleu du Maine et Suffolk), ont été prélevés à l’abattoir. Certains follicules, de 160 µm à 950 µm de diamètre (développés in vivo)  ont été prélevés et congelés pour comparaison ultérieure. D’autres follicules, de 200µm de diamètre, ont été mis en culture in vitro ; ils ont atteint 900µm en 20 jours. Au cours de la culture, des follicules ont été prélevés régulièrement pour étudier la cinétique de prolifération, différenciation cellulaire et de maturation de l’ovocyte. Une comparaison systématique de ce profil de développement avec celui de follicules récupérés in vivo à des diamètres équivalents a été effectuée.

Un développement in vitro accéléré mais moins contrôlé ?

Le taux d’atrésie folliculaire* est similaire in vitro et in vivo, quelle que soit la taille de follicules considérée. Par contre, un taux de prolifération plus précoce des cellules de la granulosa est observé in vitro, avec augmentation de l’expression de gènes marqueurs de l’accélération de la prolifération**, et diminution de l’expression de ceux marqueurs du frein à la prolifération***. Une augmentation bien plus précoce in vitro qu’ in vivo de l’expression des gènes marqueurs de la différenciation des cellules de la granulosa****est également remarquée. De plus, la sécrétion de l’hormone anti-müllérienne (AMH) est altérée in vitro. L’AMH est produite exclusivement par les cellules de la granulosa des petits follicules en croissance ; elle  module la fonction ovarienne en freinant l’entrée en croissance des follicules et leur développement ultérieur.

Enfin, paradoxalement,  une diminution de l’expression des gènes marqueurs de la maturation de l’ovocyte***est constatée in vitro alors que le taux d’ovocytes capables d’accomplir leur méiose est nettement supérieur au taux in vivo à taille folliculaire égale.

L’accélération du développement folliculaire et ovocytaire observée in vitro semble donc due à une inhibition du “frein“ exercé in vivo par l’ovocyte sur les cellules somatiques du follicule ovarien.

La maîtrise de la culture in vitro des follicules ovariens de brebis ouvre la voie à l’étude des mécanismes impliqués dans la folliculogenèse basale. Leur connaissance permettra de comprendre l’effet de facteurs environnementaux et métaboliques, puis d’en corriger des effets délétères. Elle permettra également d’améliorer le protocole de culture lui-même, afin d’obtenir des ovocytes de qualité équivalente à ceux développés au sein de l’ovaire, utilisables pour la production d’embryons in vitro chez l’animal et l’homme.

* Atrésie folliculaire : Une  gigantesque  perte  de  cellules  germinales  se  produit dans  les  ovaires  des  mammifères,  tout  au  long  de  leur  vie, par  atrésie  folliculaire,  c’est-à-dire  dégénérescence  du  follicule empêchant l’expulsion de l’ovule. 99%  des  follicules  qui  entrent  en  croissance  dégénèrent.

**CCND2etCDKN1

 ***GJA1,CYP19A1,ESR1,ESR2,FSHR,INHA,INHBA,INHBBetFST,

****GJA4,KIT,ZP3,WEE2etBMP15

Références

Cadoret V, Frapsauce C, Jarrier P, Maillard V, Bonnet A, Locatelli Y, Royère D, Monniaux D, Guérif F, Monget P 2017 Molecular evidence that follicle development is accelerated in vitro compared to in vivo. Reproduction. 153:493-508 http://dx.doi.org/10.1530/rep-16-0627