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Cryoconservation des spermatozoïdes de coq : améliorer l'utilisation du glycérol comme agent cryoprotecteur

La cryoconservation des cellules germinales est une approche indispensable pour la préservation du patrimoine génétique. Pour les mâles, la cryoconservation des spermatozoïdes (SPZ) est la plus utilisée car il est possible de collecter des échantillons de grande taille, de le faire dans le respect du bien-être animal, et d'obtenir un taux de réussite élevé par rapport aux autres méthodes. Cependant, cette technique nécessite l'utilisation d'agents chimiques pour protéger les SPZ contre les dommages causés par les températures négatives utilisées pour le stockage des cellules. Le glycérol (GLY) est un cryoprotecteur couramment utilisé chez la plupart des espèces animales. Néanmoins, il présente une certaine toxicité pour les SPZ, entraînant une diminution de la fertilité. Le cas le plus évident se trouve chez la poule, où la dose efficace pour la cryoconservation est de 11%, mais que la présence de seulement 6% de GLY induit une infertilité complète. Au cours du protocole de cryoconservation, les impacts du GLY peuvent se produire lors de deux étapes importantes : le traitement pré-congélation des SPZ et après l'insémination. Ces deux étapes s'effectuent à des températures différentes, qui peuvent être en partie liées aux effets toxiques du GLY : respectivement, 4 et 41°C (température interne de la poule). Pour mieux comprendre les effets toxiques du GLY sur les SPZ, il est donc nécessaire de prendre en compte ces variations de température.

Ainsi, le premier objectif de ma thèse était d'étudier les effets du GLY sur les caractéristiques fonctionnelles des SPZ de coq et ses impacts sur leur stockage dans les voies femelles. Leur mobilité, leur intégrité, leur activité mitochondriale, leur concentration en ATP et leur capacité à pénétrer la membrane périvitelline ont été évaluées pendant 60 min en présence de différentes concentrations de GLY (0, 1, 2, 6 et 11%), à 4 et 41°C. Ensuite, nous avons évalué la capacité des SPZ à coloniser les glandes de stockage (GSS) après une insémination in vivo et lors d'une co-incubation in vitro en présence de 0, 2 ou 6% de GLY. La seule condition qui réduisait les capacités des SPZ à 4°C était 11% de GLY. Cependant, des modifications ont été observées sur les caractéristiques fonctionnelles des SPZ à 41°C avec 6 et 11% de GLY, notamment sur leur mobilité. In vivo, la présence de seulement 2% de GLY a réduit de moitié la présence des SPZ dans les GSS et a entraîné leur totale absence avec 6%. In vitro, la diminution des SPZ dans les GSS ne s'observait qu'à partir de 6% de GLY. Ces données révèlent un impact plus important du GLY à 41°C qu'à 4°C, avec une altération des capacités des SPZ, notamment sur leur mobilité et leur interaction avec le tractus femelle.

Pour limiter les effets du GLY lors de l'insémination, le deuxième objectif de ma thèse était de développer un nouveau protocole pour éliminer le GLY lors de la décongélation. Pour ce faire, j'ai développé une solution à base de sucrose et de Percoll (SP) qui à l'aide d'une centrifugation permet d'éliminer le GLY. Pour cette étude, j'ai étudié l'efficacité de différentes concentrations de sucrose/Percoll par rapport à la qualité de la semence obtenue par la méthode conventionnelle de dilutions sériées suivies d’une centrifugation (SD). Notre nouvelle solution élimine efficacement le GLY, améliore le stockage des SPZ dans les GSS et augmente de la fertilité.

En conclusion, après avoir démontré les effets négatifs du GLY sur l’intégrité et la mobilité des SPZ ainsi que sur leurs interactions avec les voies femelles, j'ai développé un protocole simple et efficace pour éliminer le GLY des semences cryoconservées. L’utilisation de ce nouveau protocole sur le terrain ouvre de nouvelles perspectives concernant l’exploitation en routine des semences de coq cryopréservées. 

Soutenance publique le 20 novembre 2023, à 14h