Rôle du beta Nerve Growth Factor et du système à kisspeptine dans l'induction de l'ovulation chez deux espèces à ovulation spontanée : la souris et le cheval.

Role of beta Nerve Growth Factor and of kisspeptin system in ovulation triggering in two species with spontaneous ovulations: the mouse and the horse

• Auteur / Autrice : Flavie Derouin
• Direction : Anne Duittoz, Massimiliano Beltramo
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences de la Vie et de la Santé
• Date : Inscription en doctorat le ; Soutenance le 13/06/2022
• Etablissement(s) : Tours
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant (Centre-Val de Loire ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Physiologie de la Reproduction et des Comportements (Tours)
• Jury : Président / Présidente : Patrick Vourc'h
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Anne Duittoz, Massimiliano Beltramo, Valérie Simonneaux, Samuel Buff, Isabelle Barrier-battut
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Valérie Simonneaux, Samuel Buff

Mots clés

Mots clés libres

Hypothalamus

GnRH

Lh

Follicule ovarien

Peptides amidés

Neurotrophines

Hypothalamus

GnRH

Lh

Ovarian follicle

Amidated peptides

Neurotrophins

Résumé

Le déclenchement de l'ovulation chez les mammifères résulte de nombreuses interactions endocrines. Au niveau hypothalamique, les neurones à GnRH contrôlent la sécrétion des hormones hypophysaires (LH et FSH) grâce à l'intégration des rétrocontrôles ovariens (œstradiol (E2) et progestérone) par des intermédiaires neuronaux. Parmi ces intermédiaires, le système à kisspeptine (Kp) a un rôle prépondérant sur la sécrétion de GnRH chez les espèces à ovulation spontanée comme la souris. Chez les espèces à ovulation provoquée par l'accouplement comme le lama, le beta Nerve Growth Factor (bNGF) semble jouer un rôle majeur dans l'apparition du pic de LH. Néanmoins chez le lama, l'administration de Kp est capable d'induire l'ovulation et des preuves indirectes suggèrent que le bNGF déclenche l'ovulation chez la souris. Certains mammifères sont capables d'utiliser ces deux modalités d'ovulation. Ceci suggère que les systèmes Kp et bNGF pourraient coopérer dans le déclenchement de l'ovulation chez certains mammifères. Les deux objectifs de cette thèse ont donc été 1) de déterminer si le bNGF peut induire l'ovulation chez la souris et d'étudier les mécanismes cellulaires qui pourraient être impliqués 2) de tester l'effet d'analogues de la Kp à longue durée d'action et du bNGF sur l'induction de l'ovulation chez la jument laquelle présente une neuroendocrinologie de la reproduction particulière. Après avoir démontré que le bNGF pouvait induire l'ovulation chez la souris, nous avons montré par voie pharmacologique que cet effet implique les neurones à GnRH. L'utilisation de souris Knock-Out pour le gène de la Kp ou de son récepteur, Kiss1R, nous a ensuite permis de montrer que l'effet du bNGF dépend en partie du système Kp. Enfin, des marquages immunohistochimiques ont établi que les récepteurs du bNGF, TrkA et p75, sont présents dans l'hypothalamus et coexistent au niveau rostral dans l'organe vasculaire de la lame terminal (OVLT). Nos résultats montrent que les neurones à GnRH et les neurones à Kp n'expriment pas les récepteurs du bNGF. Nous avons donc recherché quelles populations pouvaient transmettre le signal bNGF. Nous avons montré que la moitié des cellules exprimant p75 dans le noyau arqué sécrètent de la dopamine et que 20% des neurones p75 de la région rostrale du diencéphale (OVLT) produisent du monoxyde d'azote. Des cellules gliales, bordant le troisième ventricule, identifiées comme des tanycytes, expriment aussi p75. Pour l'induction de l'ovulation chez la jument, nous avons utilisé le C6, un analogue de la Kp ayant une meilleure résistance à la dégradation. Le C6 induit une augmentation de la sécrétion de LH et de FSH mais ne permet pas d'induire l'ovulation. En utilisant la même approche expérimentale nous avons montré que le bNGF n'a pas d'effet sur la sécrétion des gonadotropines ou sur l'ovulation chez la jument. En conclusion, le bNGF peut induire l'ovulation chez des espèces à ovulation spontanée et son effet implique des populations cellulaires intermédiaires pour moduler l'activité des neurones à Kp et des neurones à GnRH. Par contre ni le C6 ni le bNGF ne sont capables d'induire l'ovulation chez la jument. Nos résultats suggèrent que dans certaines espèces à ovulation spontanée une interaction entre la Kp et le bNGF dans le déclenchement de l'ovulation est possible mais que chez la jument un autre acteur moléculaire pourrait avoir un rôle proéminent.

In mammals to trigger ovulation, numerous interactions in the reproductive axis are required. GnRH hypothalamic neurons control the secretion of pituitary hormones (LH and FSH) after integration of ovarian feedback (estradiol (E2) and progesterone) by intermediate neurons. The kisspeptin (Kp) system is considered the target of this ovarian feedback. Hence, Kp plays a key role on the secretion of GnRH in spontaneous ovulator species such as the mouse. In species where ovulation is induced by mating (e.g. llamas), beta Nerve Growth Factor (bNGF plays a prominent role in the production of the preovulatory LH surge. Kp administration induces ovulation also in llamas, and indirect evidence suggest that bNGF may induce ovulation in mice. . Some mammals can switch between these ovulation modes. This suggest that Kp and bNGF systems may cooperate in the triggering of ovulation in mammalian species. My thesis has two objectives: 1) to determine whether bNGF can induce ovulation in mice and to study the cellular mechanisms that could be involved, 2) to test the effect of a Kp analog having a longer half-life (C6) and of bNGF on ovulation induction in the mare. The horse being a species with peculiar neuroendocrinology of reproduction. We showed that bNGF induces ovulation in mice and that this effect needs the release of GnRH. The use of knockouts mice for Kp or for Kp receptor demonstrates that bNGF effect require a functional Kp system. Using immunohistochemical technique, we showed that bNGF receptors, TrkA and p75 found in hypothalamus are co-expressed at the level of the organum vasculosum of lamina terminalis (OVLT). Our results showed that GnRH and Kp neurons do not contain bNGF receptors. We then observed that half-cells expressing p75 in the arcuate nucleus could secrete dopamine and that 20% of p75 neurons in OVLT produce nitric oxide. Furthermore, glial cells in the border of the third ventricle identified as tanycytes also express p75. For the induction of ovulation in the mare, we showed that the C6 stimulates the secretion of LH and FSH but does not trigger ovulation. Using the same approach, we observed that βNGF has not effect on gonadotropin secretion or on ovulation. As a conclusion, βNGF induces ovulation in spontaneously ovulating species and this effect involves intermediate cells to transmit its signal to Kp and GnRH neurons. However, C6 and βNGF do not trigger ovulation in mare. In contrast, the key molecule triggering ovulation in the mare remains to be identified.