Étude du mode d'action du peptide FEE cyclique sur la qualité des gamètes et embryons

Pathways of cyclic FEE peptide in improving gametes and embryos quality

• Auteur / Autrice : Amira Sallem
• Direction : Jean-Philippe Wolf, Serge-Pierrick Romana
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Reproduction
• Date : Soutenance le 02/12/2019
• Etablissement(s) : Université Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Cochin (Paris ; 2002-....)
• Jury : Président / Présidente : René Frydman
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : René Frydman, Jean-Pierre Siffroi, Brigitte Benzacken, Christophe Sifer
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Pierre Siffroi, Brigitte Benzacken

Mots clés

Mots clés contrôlés

Embryons

Gamètes

Peptides

Mots clés libres

FEEc

Ovocyte

Maturation in vitro

Ploïdie

CGHa

Transcriptomique

Fuseau

Méiose

Embryon

FISH

CFEE

Oocyte

In vitro maturation

Ploidy

CGHa

Transcriptomic

Spindle

Meiosis

Embryo

FISH

Résumé

Le peptide FEE cyclique (FEEc) a été testé en Fécondation In Vitro humaine lors d'un essai clinique prospectif randomisé autorisé par l'Agence de la Biomédecine (ABM). Les résultats ont montré une augmentation des taux de grossesses ainsi qu'une diminution des taux de fausses couches lorsque les ovocytes ont été inséminés en présence de 1 µM de FEEc comparativement au groupe contrôle. L'hypothèse était de vérifier si la diminution des taux de fausses couches en présence du peptide serait liée à l'amélioration de la ploïdie des ovocytes et/ou des embryons. Au total 775 ovocytes immatures au stade vésicule germinative (VG) et donnés pour la recherche ont été incubé in vitro de manière randomisée en présence ou en absence du FEEc pendant 24 heures. Le taux de maturation ovocytaire était de 38,1% dans le groupe témoin et de 51,9% dans le groupe FEE (p=0,0001). Parmi les ovocytes issus de MIV, 112 (56 dans le groupe contrôle et 56 dans le groupe FEEc) ont été analysés par aCGH (array Comparative Genomic Hybridization) pour l'étude de la ploïdie. Une diminution significative des taux d'aneuploïdie dans le groupe FEEc par rapport au groupe témoin a été observée (73,2% dans le groupe contrôle vs 53,6% dans le groupe FEEc; p=0,031). Le nombre moyen de chromosomes aneuploïdes par ovocyte était par ailleurs significativement diminué dans le groupe FEEc comparativement au groupe témoin (p= 0016). L'étude transcriptomique réalisée sur des ovocytes issus de MIV (n= 11 dans chaque groupe) a montré une augmentation significative de l'expression du gène FMN1 (FC= 8,68; p= 0,012) dans le groupe FEEc. Parallèlement, l'analyse par immunofluorescence du fuseau méiotique a montré une meilleure qualité du fuseau avec un alignement adéquat des chromosomes sur la plaque équatoriale dans le groupe FEEc. La distribution des mitochondries était par ailleurs plus homogène dans les ovocytes maturés en présence du FEEc. L'étude sur l'embryon humain donné pour la recherche a été réalisée sur un total de 149 embryons. 109 embryons ayant résisté à la décongélation ont été mis de manière randomisée en culture prolongée jusqu'à J5. Les taux de blastoformation étaient de 58% dans le groupe témoin et de 62% dans le groupe FEEc avec une meilleure qualité embryonnaire dans le groupe FEEc. L'analyse de la ploïdie embryonnaire a été réalisée par aCGH et les aneuploïdies retrouvées ont été vérifiées soit par FISH ( Fluorescent in situ Hybridization) soit par PCR quantitative (quantitative Polymerase Chain Reaction). Les taux d'aneuploïdie étaient similaires dans les deux groupes (15,38% dans le groupe FEEc et 26,26% dans le groupe contrôle). Le peptide FEEc améliore les résultats en FIV humaine en diminuant les taux d'aneuploïdie ovocytaire. La modification de l'expression du gène FMN1 suggère un effet du peptide sur la modification de la tension corticale de l'ovocyte qui représente un élément crucial dans l'asymétrie de la division méiotique.

The cyclic FEE peptide was found to increase pregnancy rate and to decrease miscarriage rate in In Vitro Fertilization attempts. The objective was to investigate whether the impact of the cFEE on IVF results was mediated by an improvement of oocytes and/or embryo's quality. A total of 775 human oocytes arrested in the germinal vesicle stage were included in the protocol of in vitro maturation (IVM) randomly either in the control or in the cFEE treated group (1 µM). We have shown a significant improvement in maturation rate when oocytes were incubated in culture medium supplemented with cFEE (51.9% vs 38.1%; p=0.0001). Among these, 112 (56 controls and 56 FEEc) IVM oocytes were allocated for ploïdy assessment by array Comparative Genomic Hybridization (aCGH) on single cell. A significant decrease in aneuploidy rate was shown in the cFEE group (73.2% in control group vs 53.6% in cFEE group; p=0.031). The men number of aneuploid chromosomes per oocyte was also significantly decreased when the maturation medium was supplemented with cFEE (p= 0.016). The transcriptomic analysis was performed comparing sibling IVM oocytes (11 controls and 11 cFEE) and showed an increase in FMN1 gene expression in the FEE group (FC= 8,68; p= 0.012) which corroborates with the improvement in spindle morphology and chromosome alignment as assessed by immunostaining. Mitochondria distribution was seen to be more homogenous in cFEE oocytes when compared to their control counterparts. A total of 149 human embryos donated for research purpose and frozen at cleavage stage were thawed and those who have resisted to thawing procedure (n= 109) were randomly cultured either in control (n= 62) or in cFEE (n= 47) supplemented medium until day 5. 58% of embryos reached the blastocyst stage in the control group compared to 62% in the FEE group. An improvement of blastocyst quality was shown in cFEE group. Good and top-quality blastocysts were analyzed by aCGH for ploidy status and aneuploidies were then verified either by Fluorescent in situ Hybridization (FISH) or by quantitative Polymerase Chain Reaction (qPCR). Aneuploidy rates were quite similar between the two groups (respectively 15.38% and 26.26% in control and cFEE group). The decrease in miscarriage rate could be the consequence of a better chromosomes segregation during oocyte meiosis when oocytes were incubated with cFEE peptide. The modification in FMN1 expression could be the possible pathway of FEE through a modification of oocyte cortical tension to enhance asymmetric division during meiosis.