Migration des spermatozoïdes dans le tractus génital de jument : analyse fonctionnelle et protéomique

Sperm migration in the genital tract of the mare: functional and proteomic analysis

• Auteur / Autrice : Elie Barakat
• Direction : Xavier Druart
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences de la Vie et de la Santé
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2023
• Etablissement(s) : Tours
• Ecole(s) doctorale(s) : Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant - SSBCV
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : PRC - Physiologie de la Reproduction et des Comportements

Mots clés

Mots clés libres

Cheval

Reproduction

Spermatozoïde

Utérus

Imagerie

Protéomie

Horse

Reproduction

Spermatozoa

Uterus

Imaging

Proteomics

Résumé

La fécondation chez les mammifères est le résultat de la rencontre, dans l'oviducte, des gamètes mâles et femelles dans une fenêtre de temps réduite, après l'ovulation. Ceci implique un accouplement du mâle et de la femelle à un moment adéquat du cycle oestrien pour permettre la migration des spermatozoïdes depuis le site de dépôt, l'utérus, jusqu'à l'oviducte, avant l'ovulation. Cette migration est le résultat d'un déplacement actif (mobilité des spermatozoïdes) et passif (mouvements de flux liés aux contractions utérines et au battement ciliaire de l'épithélium). La migration s'accompagne d'interactions biochimiques entre la surface des spermatozoïdes et les sécrétions du tractus génital femelle qui modifient potentiellement les aptitudes fonctionnelles des spermatozoïdes : mobilité, durée de survie, liaison à l'oviducte. Les rôles respectifs de la mobilité spermatique et des contractions utérines dans la migration des spermatozoïdes sont très mal connus chez les mammifères. Cette thèse a pour objectif de déterminer leur part respective dans le modèle cheval. Les contractions utérines seront mesurées par pose d'implant d'électromyographie et de pression intra-utérine et analyse télémétrique au cours du cycle oestrien. La migration spermatique intra-utérine sera mesurée par imagerie endo-microscopique intra-utérine des spermatozoïdes après insémination. Les spermatozoïdes seront imagés, quantifiés et analysés (mobilité in vivo) dans différentes régions du tractus génital femelle : vagin, cervix, utérus, cornes utérines. La mobilité spermatique in vivo sera analysée en parallèle de l'activité contractile utérine pour relier les deux mécanismes et permettre de construire un modèle mécanique de migration. Différents facteurs expérimentaux seront inclus comme l'effet individu (mâle, femelle), le moment du cycle (oestrus vs phase lutéale) et le niveau de contraction utérine (contrôle pharmacologique). L'interaction biochimique des spermatozoïdes avec le fluide utérin sera mesurée par incubation et analyse fonctionnelle in vitro (mobilité et, survie in vitro) en comparaison de ces paramètres mesurés in utero. L'analyse biochimique de l'interaction consistera à analyser le protéome du fluide utérin d'une part et celui des spermatozoïdes inséminés et récupérés in vivo par lavage utérin d'autre part. L'efficacité de marqueurs protéiques potentiels sur la migration des spermatozoïdes sera évaluée in vivo et inclus dans un modèle mathématique global de migration spermatique incluant la mobilité spermatique, la contraction utérine et l'interaction avec le fluide utérin.

Fertilisation in mammals is the result of the male and female gametes meeting in the oviduct within a short window of time after ovulation. This involves mating of the male and female at a suitable time in the estrous cycle to allow migration of the spermatozoa from the site of deposition, the uterus, to the oviduct before ovulation. This migration is the result of active movement (sperm mobility) and passive movement (flow movements linked to uterine contractions and the ciliary beat of the epithelium). Migration is accompanied by biochemical interactions between the surface of the spermatozoa and the secretions of the female genital tract, which potentially modify the functional abilities of the spermatozoa: mobility, survival time, binding to the oviduct. Very little is known about the respective roles of sperm motility and uterine contractions in sperm migration in mammals. The aim of this thesis is to determine their respective roles in the horse model. Uterine contractions will be measured using electromyography and intrauterine pressure implants and telemetric analysis during the estrous cycle. Intrauterine sperm migration will be measured by endo-microscopic intrauterine sperm imaging after insemination. Sperm will be imaged, quantified and analysed (in vivo motility) in different regions of the female reproductive tract: vagina, cervix, uterus, uterine horns. In vivo sperm mobility will be analysed in parallel with uterine contractile activity to link the two mechanisms and enable a mechanical model of migration to be constructed. Various experimental factors will be included, such as the individual effect (male, female), the time of the cycle (oestrus vs luteal phase) and the level of uterine contraction (pharmacological control). The biochemical interaction of spermatozoa with the uterine fluid will be measured by incubation and functional analysis in vitro (mobility and survival in vitro) in comparison with these parameters measured in utero. The biochemical analysis of the interaction will consist of analysing the proteome of the uterine fluid on the one hand and that of the inseminated spermatozoa recovered in vivo by uterine lavage on the other. The effectiveness of potential protein markers on sperm migration will be evaluated in vivo and included in a global mathematical model of sperm migration including sperm mobility, uterine contraction and interaction with the uterine fluid.