Développement de la lignée germinale femelle humaine

Human Female Germ Line Development

• Auteur / Autrice : Marine Poulain
• Direction : Nelly Achour-Frydman, Gabriel Livera
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 23/10/2014
• Etablissement(s) : Paris 11
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Signalisations et réseaux intégratifs en biologie (Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne ; 2000-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de développement des gonades
• Jury : Président / Présidente : Philippe Monget
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nelly Achour-Frydman, Gabriel Livera, Philippe Monget, Rachel Lévy, Dominique Royère, Daniel Vaiman
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Rachel Lévy, Dominique Royère

Mots clés

Mots clés contrôlés

Différenciation sexuelle

Hétérogreffes

Gamétogenèse

Ovaire

Mots clés libres

Développement

Ovaire humain

Cellules germinales fœtales

Méiose

Xénogreffe

Doublesex and Mab Related Transcription factor

Dexaméthasone

Development

Human ovary

Fetal germ cell

Meiosis

Xenograft

Doublesex and Mab Related Transcription factor

Dexaméthasone

Résumé

La mise en place de la lignée germinale au cours du développement constitue une des étapes fondamentales conditionnant la fertilité de l’individu adulte. Au cours des dernières décennies, le nombre croissant de couples consultant pour une aide médicale à la procréation a fait émerger l’hypothèse d’une altération des fonctions de reproduction chez l’Homme qui pourrait trouver son origine dans la perturbation du développement précoce. Dans l’ovaire fœtal, les cellules germinales s’orienteront vers la voie de l’ovogénèse, caractérisée entre autres par l’entrée en méiose de ces cellules. La majorité des données actuelles relatives à ces évènements sont issues du modèle murin alors que le développement de l’ovaire humain est significativement diffèrent de celui de la souris. Il est donc nécessaire d’approfondir nos connaissances du développement ovarien humain et d’identifier ses éventuelles perturbations. L’objectif de mon travail a été de mettre au point un outil d’étude du développement ovarien et d’identifier de nouvelles voies impliquées dans la régulation de l’entrée en méiose des cellules germinales fœtales humaines et leurs perturbations éventuelles.Nous avons mis au point un nouveau modèle de xénogreffe d’ovaires fœtaux humains du premier trimestre de gestation (au moment de l’apparition des premières cellules méiotiques). Ce modèle nous a permis d’observer un développement de l’organe et une différenciation des cellules germinales similaires à ceux observés in vivo. Ce modèle permettra des travaux à des âges auxquels le matériel d’étude est peu accessible. En couplant ce modèle de xénogreffe à une stratégie d’ARN-interférence, il nous a été possible d’inhiber l’expression d’un gène spécifiquement exprimé dans les cellules germinales ovariennes, DMRTA2, et de mettre en évidence un potentiel rôle de ce gène dans leur différenciation pré-méiotique. Nous avons observé une diminution du nombre de cellules ayant initié la méiose après inhibition de l’expression de ce gène. Par ailleurs, nous avons également identifié la présence dans l’ovaire fœtal de nombreux marqueurs décrits comme testiculaires chez la souris (PLZF, DNMT3L, FGF9, NANOS2 ou CYP26B1). L’expression de ces marqueurs pourrait expliquer la présence de cellules mitotiques tardives dans l’ovaire fœtal humain que nous avons pu observer jusqu’à 30 semaines de gestation. En parallèle de ces travaux, nous avons testé la sensibilité des cellules germinales à la dexaméthasone, glucocorticoïde pouvant être administré au cours de la grossesse. Il a été observé une augmentation de l’expression de PLZF, gène cible de l’activation des récepteurs aux glucocorticoïdes, pouvant expliquer la diminution du nombre de cellules germinales.En conclusion, ce travail de thèse a permis d’identifier un nouveau gène potentiellement régulateur de la transition mitose/méiose dans l’ovaire humain, et d’affiner nos connaissances sur le développement de l’ovaire humain et l’entrée en méiose des cellules germinales. Toutefois, de nombreuses questions restent posées ainsi de futures études devront clarifier si les cellules germinales mitotiques observées à des stades tardifs sont capables de se différencier en ovocytes compétents.

Woman fertility is partially dictated by the set up of the human female germ line. During the last ten years, which saw an increased number of couples consulting for assisted reproductive cares, the hypothesis of an early alteration in reproduction functions has emerged.In the fetal ovary, germ cells enter the path of oogenesis differentiation characterized by meiotic initiation. On this subject, vast majority of the scientific data are obtained from the mouse model, even if differences with human ovarian physiology are widely acknowledged. Therefore it is necessary to extend our knowledge on human ovarian development and identify its perturbations. The objective of my work was to assess a new model to study ovarian growth, studying regulation of meiotic entry and perturbation of germ line differentiation.We sat up a new xenograft model of early human fetal ovaries, when very early meiotic germ cells appear. Organ growth and germ cells differentiation were comparable with in vivo observations. Using this model with an RNA-interference strategy, we inhibited the expression of an oogonia germ cell gene, DMRTA2. This inhibition conducted to a significantly reduced number of germ cells gene that initiated meiosis and DMRTA2 seemed to be required for mitotic-meiotic transition. In another hand, we identified, in the ovary, the expression of germ cells markers described as specifically male in rodent (PLZF, DNMT3L, FGF9, NANOS2 ou CYP26B1). The expression of these markers in the human ovary could explain the observation of mitotic germ cells in late fetal ovaries (30 wpf).In parallel, we tested germ cells sensibility to a synthetic glucocorticoid, dexamethasone, administrated during pregnancy in some justified pathologies. We observed an increased expression of PLZF that could explain the decreased number of germ cells observed in treated ovaries.In conclusion, we identified a new gene expressed in human fetal ovaries, potentially involved in the meiotic entry, and we extended our knowledge to characterized human germ line development. However, many points have to be clarified, as the possible competence of late mitotic germ cells to form oocytes.