Rappel du timing du développement embryonnaire pré-implantatoire de la souris (0-4 jours)

Résultat de la fécondation, l’œuf, commence immédiatement à se diviser par mitose. La première division a lieu dans les trente heures suivant la fécondation, aboutissant à deux cellules filles. La segmentation est une série de divisions mitotiques en succession rapide, qui mène à la formation du blastocyste au 3.5 jour de gestation. Le blastocyste final n'est composé que de deux lignées cellulaires, la masse cellulaire interne (MCI) excentrique, totalement indifférenciée (dont dérivera ultérieurement l'embryon proprement dit) et un cylindre externe de cellules trophoblastiques, le trophectoderme situé à l'opposé de la masse cellulaire interne (MCI) (Fig.35), véritable épithélium qui assurera l’interaction avec l’épithélium utérin. Il contient également une cavité appelée blastocoele, le futur sac vitellin, (Paria et al., 1999).une fois l’embryon s’éclose l’étape de la nidation et le développement intra-uterin commence, la durée de gestation chez la souris est de 3 semaines. (Tableau 7)

Figure 35 : Développement pré - implantatoire de l’embryon de souris : 1 : stade pro-noyaux, 2 : stade 2

Tableau 7 : Etapes majeures du développement embryonnaire pré-implantatoire et intra-utérin chez la souris. Adapté (Cross et al., 1994)

Jour de gestation Evénement

J 0 La fécondation 6 h 2 pro-noyaux 24 h 2 cellules J 2 4 cellules J3 Morula 3.5 Formation du blastocyste 4.25 à 4.5 Activation du blastocyste 4.5 à 6 Implantation

6 à 8 Formation du sac vitellin

9 à 10 Développement du placenta

chorioallantoïde

8 à 18 Développement de la vascularisation

fœtale

8. Problématique et Objectifs

Les techniques de procréation médicalement assistée (PMA) sont aujourd’hui largement utilisées, avec près de 2% d’enfants conçus grâce à une assistance médicale à la procréation. Malgré ces progrès indéniables, de nombreux couples infertiles ne parviennent pas à avoir d’enfant. De manière générale, le taux de succès des techniques de PMA est faible, et il y a un réel besoin d’amélioration de ces techniques, afin d’augmenter le taux de succès final. Au cours de la dernière décennie, le recours à l’aide à la procréation a été multiplié par deux (Fig

36), sans que le taux de succès n’ait été amélioré, montrant l’absence de rupture

technologique au cours de cette période dans le domaine de la reproduction.

Figure 36 : Graphe montrant l’augmentation de la demande sur les techniques de PMA : 200 000 enfants sont nés par FIV depuis que la technique existe (soit 30 ans).En 2006 : plus de 20 000 enfants sont nés après une AMP, ce qui représente 2,4 % des naissances enregistrées en France par l’INSEE la même année

Dans l’introduction j’ai détaillé les différentes étapes de la physiologie spermatique que sont la capacitation, l’hyperactivation flagellaire, la réaction acrosomique et la fusion gamétique. Dans chacune de ces étapes, nécessaires à la fécondation en condition naturelle, interviennent des phospholipases (Voir chapitre 6). Ces enzymes sont impliquées dans de multiples voies de signalisation, qui sont centrales dans les différentes étapes de la physiologie spermatique. L’équipe de Dr Christophe Arnoult a montré qu’une phospholipase particulière, présente au sein même des spermatozoïdes et relâché au cours d’un processus d’exocytose pendant la capacitation, est capable d’éliminer une partie des spermatozoïdes subfertiles chez la souris (médecine et science). Le traitement pharmacologique des spermatozoïdes avec cette enzyme

permet d’augmenter significativement le taux de fécondation et favorise un développement embryonnaire normal. Ces travaux ont été publiés dans Journal of Clinical Investigation et une demande de brevet intitulée « Fertilization modulation compounds & process for implementing them » a été déposée en priorité européenne puis étendue à l’international pour protéger l’utilisation de ce type de molécules ou de ses métabolites.

L’objectif de ma thèse est de comprendre les mécanismes d'action des PLA2 et les voies de signalisation-régulation en mis en œuvre afin de proposer les sPLA2 dans l’arsenal thérapeutique de l’AMP. Cependant plusieurs étapes importantes dans la validation de ces molécules comme agents profertilité restent à franchir. Un des points important concerne la compréhension des voies moléculaires entre hydrolyse des phospholipides et amélioration du taux d’embryons clivés 24 heures après fécondation. Dans ce contexte, une des questions centrale concerne l’importance de la réaction acrosomique induite par la sPLA2 de groupe X dans l’augmentation du taux d’embryon. A l’heure actuelle, il est classiquement décrit que les spermatozoïdes ayant réalisés leur réaction acrosomique ne peuvent plus participer à la fécondation, et cela pour deux raisons. Premièrement, les récepteurs à la zone pellucide (ZP) seraient localisés dans la partie dorsale du spermatozoïde en regard de l’acrosome. Après la RA, cette partie de la membrane plasmique a disparu et l’interaction avec la ZP ne peut donc plus se produire. Deuxièmement, les enzymes libérées par les spermatozoïdes sont nécessaires à leur traversée à travers la zone pellucide. Si on s’en tient à cette vision classique, tous les spermatozoïdes ayant réalisé leur réaction acrosomique ne peuvent plus participer à la fécondation et la sPLA2 favorise donc leur élimination. Cependant, au cours de l’année 2011, deux articles ont chamboulé cette vision classique en montrant :

- que la majorité des spermatozoïdes qui traversent la ZP ont en fait réalisé leur RA au niveau du cumulus oophorus (Inoue et al., 2011; Jin et al., 2011).

- que des spermatozoïdes ayant déjà traversé la ZP et prélevés entre la membrane plasmique de l’ovocyte et la ZP pouvaient de nouveau retraverser la ZP d’ovocytes non fécondés.

Ces résultats suggèrent donc fortement que les spermatozoïdes ayant déjà réalisé leur RA ont une plus grande facilité à traverser la ZP et donc à féconder les ovocytes. D’après les résultats présentés par ces auteurs, il est donc possible d’interpréter l’effet potentialisateur des sPLA2 par une augmentation du nombre de spermatozoïdes aptes à traverser la ZP et in fine à féconder les ovocytes.

L’objectif de ma thèse est de montrer l’importance et le rôle crucial de la famille des PLA2 dans différents mécanismes de la reproduction, comme la réaction acrosomique, la fécondation et le développement embryonnaire pré-implantatoire. Afin de proposer cette molécule comme agent profertilité qui augmente le rendement des techniques de PMA.