Les gènes et protéines BSP chez la souris et l’humain : clonage, caractérisation, expression sous forme recombinante et étude des fonctions biologiques

L’infertilité affecte environ 15% des couples en âge de se reproduire. Dans près de la moitié des cas, des facteurs masculins sont à la base de l’infertilité, quoique les causes exactes demeurent souvent inconnues. Les spermatozoïdes de mammifères subissent une série d’étapes de maturation avant d’acquérir la capacité de féconder un ovocyte. Les premiers changements ont lieu à l’intérieur de l’épididyme, où les spermatozoïdes gagnent la capacité de se mouvoir ainsi que de reconnaître et d’interagir avec l’ovocyte. Suite à l’éjaculation, ils doivent subir une seconde série de modifications à l’intérieur du tractus génital femelle, nommée capacitation. Nous avons préalablement démontré que chez le bovin, la famille de protéines BSP (Binder of SPerm) est essentielle à la capacitation. Des homologues des BSP ont aussi été isolés du fluide séminal de porc, de bouc, de bélier, de bison et d’étalon. Malgré la détection d’antigènes apparentés aux BSP dans le fluide séminal de souris et d’humain, les homologues des BSP n’ont jamais été caractérisés chez ces espèces. Nous avons émis l’hypothèse que des homologues des BSP seraient exprimés chez la souris et l’humain et joueraient un rôle dans la maturation des spermatozoïdes. Nous avons démontré que des séquences homologues aux BSP sont présentes dans les génomes murin et humain. Le génome murin contient trois séquences; Bsph1, Bsph2a et Bsph2b, tandis qu’une seule séquence (BSPH1) a été identifée chez l’humain. Les séquences d’ADNc de Bsph1, Bsph2a et BSPH1 ont été clonées, tandis que Bsph2b serait probablement un pseudogène. Les trois gènes sont exprimés uniquement dans l’épididyme et font partie d’une sous-famille distincte à l’intérieur de la famille des BSP. Chez les ongulés, les BSP sont exprimées par les vésicules séminales, sont ajoutées aux spermatozoïdes lors de l’éjaculation et représentent une proportion significative des protéines du plasma séminal. Au contraire, les BSP épididymaires ne sont retrouvées qu’en faibles quantités dans le fluide séminal. L’étude de leur rôle dans les fonctions spermatiques était donc plus difficile que chez les ongulés, où l’isolement des protéines natives du plasma séminal à l’aide de techniques de chromatographie était possible. Afin d’étudier sa fonction, nous avons exprimé BSPH1 recombinante dans E. coli. Les ponts disulfure des domaines de type-II caractéristiques de ces protéines ont fait en sorte que l’expression de BSPH1 fusionnée à une étiquette hexahistidine ou glutathion-S-transférase a donné lieu à des protéines insolubles dans les corps d’inclusion. La production de BSPH1 soluble a été possible grâce à l’ajout d’une étiquette thiorédoxine et l’expression dans une souche au cytoplasme oxidatif. BSPH1 a été purifiée par affinité et sa liaison aux partenaires connus des BSP, la phosphatidylcholine, les lipoprotéines de faible densité et la membrane des spermatozoïdes, suggérait que la protéine recombinante possédait sa conformation native et pouvait être utilisée pour des essais fonctionnels. La forme native de BSPH1 a été détectée dans le plasma séminal humain suite au fractionnement par gel filtration. La liaison de BSPH1 native à une colonne d’affinité à l’héparine a indiqué qu’elle partage aussi cette propriété de liaison avec la famille des BSP, et pourrait lier les GAGs semblables à l’héparine du tractus génital féminin. Une colonne d’immunoaffinité anti-BSPH1 a été préparée à l’aide d’anticorps générés contre des protéines recombinantes, et a permis d’isoler BSPH1 native à partir d’extraits de spermatozoïdes humains. Nos résultats montrent que BSPH1 native serait localisée dans les microdomaines « rafts » de la membrane. Sa masse moléculaire apparente était de 32 kDa, ce qui est supérieur à la masse prédite selon sa séquence en acides aminés, indiquant la présence probable de modifications post-traductionnelles, ou d’une migration anormale. L’effet de BSPH1 recombinante et des anticorps anti-BSPH1 sur la motilité, la viabilité et la capacitation a aussi été étudié. Les deux dernières variables ont été mesurées par un essai de cytométrie en flux, optimisé dans cette étude. Aucun effet des protéines recombinantes ou des anticorps sur la motilité et la viabilité des spermatozoïdes n’a été noté. Quoiqu’une stimulation modeste, quoique significative, de la capacitation ait été observée à la plus faible concentration de BSPH1, les concentrations plus élevées n’ont pas montré d’effet. De la même manière, les anticorps anti-BSPH1 n’ont pas eu d’effet significatif sur la capacitation. Ces résultats suggèrent que BSPH1 produite dans E. coli n’affecte pas la capacitation de façon marquée. Cependant, puisque BSPH1 native possède probablement des modifications post-traductionnelles, une protéine recombinante produite dans des cellules de mammifères pourrait affecter les fonctions spermatiques. De manière alternative, les BSP épididymaires remplissent peut-être un rôle différent dans les fonctions spermatiques que celles sécrétées par les vésicules séminales des ongulés. Les résultats décrits dans cette thèse pourraient contribuer à améliorer le diagnostic de l’infertilité masculine, ainsi que les techniques de reproduction assistée et éventuellement, pourraient mener au développement de contraceptifs masculins.

Vulnérabilité cardiaque au stress au cours du remodelage ventriculaire pathologique : rôle de la mitochondrie et du pore de perméabilité transitionnelle (PTP)

L’objectif central de cette thèse de Doctorat était d’investiguer les dysfonctions mitochondriales qui surviennent précocement au cours de la phase compensée du remodelage ventriculaire pathologique et qui pourraient jouer un rôle causal dans la progression vers l’insuffisance cardiaque. Nos travaux antérieurs, réalisés à l’aide d’un modèle de surcharge volumique chronique induite par une fistule aorto-cavale (ACF) chez le Rat WKHA, ont montré qu’au cours du remodelage ventriculaire, les mitochondries développaient une vulnérabilité à l’ouverture du pore de perméabilité transitionnelle (PTP : un élément clé de la signalisation de la mort cellulaire) [1]. Ceci était observable au stade compensé du remodelage en absence des dysfonctions mitochondriales majeures typiquement observées dans le cœur insuffisant. Ces résultats nous ont amenés à suggérer que la vulnérabilité à l’ouverture du PTP pourrait constituer un mécanisme précoce favorisant la progression de la cardiopathie. Dans l’étude 1 de cette thèse, nous avons tenté de tester cette hypothèse en induisant une ACF chez deux souches de rats affichant de très nettes différences au niveau de la propension à développer l’insuffisance cardiaque : les souches WKHA et Sprague Dawley (SD). Nos études in vitro sur organelles isolées et in situ sur l’organe entier ont permis de confirmer que, dans le cœur ACF, les mitochondries développent une vulnérabilité à l’ouverture du PTP et à l’activation de la voie mitochondriale de la mort cellulaire lorsqu’exposées à des stress pertinents à la pathologie (surcharge calcique, ischémie-reperfusion [I-R]). Cependant, bien que comparativement aux animaux WKHA, les animaux SD démontraient un remodelage ventriculaire plus rapide et prononcé et une progression précoce vers l’insuffisance cardiaque, aucune différence n’était observable entre les deux groupes au niveau des dysfonctions mitochondriales, suggérant quelles ne sont pas à l’origine de la progression plus rapide de la pathologie chez la souche SD, à tout le moins en réponse à la surcharge volumique. Nous avons par la suite déterminé, à l’aide des mêmes approches expérimentales, si cette vulnérabilité mitochondriale était observable dans une cardiopathie d’étiologie différente, plus spécifiquement celle qui est associée à la dystrophie musculaire de Duchenne (DMD), une maladie génétique causée par une mutation de la protéine dystrophine. Nos études menées (études 2-4) sur de jeunes souris mdx (le modèle murin de la DMD) exemptes de tout signe clinique de cardiopathie n’ont révélé aucune différence au niveau des fonctions mitochondriales de base. Cependant, tout comme dans le modèle d’ACF, les mitochondries dans le cœur de souris mdx étaient significativement plus vulnérables à l’ouverture du PTP lorsque soumises à une I-R (étude 2). Par ailleurs, nous avons démontré que l’administration aiguë de sildénafil aux souris mdx induisait une abolition de l’ouverture du PTP et de ses conséquences signalétiques, une diminution marquée du dommage tissulaire et une meilleure récupération fonctionnelle à la suite de l’I-R (étude 3). Nous avons ensuite testé chez la souris mdx l’administration aiguë de SS31, un peptide anti-oxydant ciblé aux mitochondries, cependant aucun effet protecteur n’a été observé, suggérant que le tamponnement des radicaux libres est d’une utilité limitée si les perturbations de l’homéostasie calcique typiques à cette pathologie ne sont pas traitées simultanément (étude 4). Globalement, les travaux effectués au cours de cette thèse démontrent que la vulnérabilité à l’ouverture du PTP constitue une dysfonction précoce et commune qui survient au cours de remodelages ventriculaires pathologiques d’étiologies différentes. Par ailleurs, ces travaux suggèrent des stratégies d’intervention pharmacologiques ciblant ce processus, dont l’efficacité pour la prévention de l’insuffisance cardiaque demande à être établie.

Étude du mécanisme de protection des spermatozoïdes de mammifères par le lait

Le lait écrémé est utilisé depuis plus d’un demi-siècle comme diluant protecteur des spermatozoïdes de mammifères. Depuis quelques années, il existe une demande grandissante pour des diluants exempts de produits d’origine animale. Toutefois, le mécanisme par lequel le lait protège les spermatozoïdes n’est pas connu, ce qui rend difficile de lui trouver un substitut. Les protéines majeures du plasma séminal de taureau, les protéines « Binder of SPerm » (BSP), sont néfastes lors de la conservation de la semence. Les spermatozoïdes sont en contact avec une grande concentration de protéines BSP qui stimulent une extraction continuelle de cholestérol/phospholipides de leur membrane plasmique. Les lipoprotéines de faible densité (LDL) du jaune d’oeuf, un autre composé utilisé dans les diluants, empêcheraient les protéines BSP de se lier à la membrane des spermatozoïdes de taureaux et de stimuler un efflux des lipides membranaires, ce qui les protégerait durant la conservation. Notre hypothèse était que les protéines du lait protègent les spermatozoïdes durant la conservation en séquestrant les protéines BSP. Premièrement, nous avons démontré par filtration sur gel qu’il y a une interaction entre les protéines BSP bovines et les protéines du lait. Le lait écrémé a été fractionné en trois fractions : F1 (alpha-lactalbumine, bêta-lactoglobuline et caséine kappa), F2 (toutes les protéines du lait) et F3 (sels, sucres et petits peptides). Les protéines BSP1 et BSP5 ont une affinité plus grande pour F1 que BSP3, tandis que toutes les protéines BSP ont une affinité pour F2. Le titrage calorimétrique isotherme a permis de confirmer l’interaction entre les protéines BSP et les protéines du lait. L’association entre la protéine BSP1 bovine et les micelles de caséines est caractérisée par une constante d’affinité (Ka) de 3.5 × 10^5 M-1 et un paramètre stoichiométrique (n) de 4,5 BSP1 pour une caséine. L’association entre la protéine BSP1 bovine et l’alpha-lactalbumine (une protéine du sérum principale), est caractérisée par un Ka de 2.4 × 10^5 M-1 et une valeur “n” de 0,8. Ces résultats indiquent que le lait protège les spermatozoïdes bovins en séquestrant les protéines BSP grâce à une interaction protéine : protéine, tandis que le jaune d’oeuf les protège grâce à une interaction protéine : lipoprotéine. Deuxièmement, nous avons démontré par filtration sur gel que les protéines homologues aux BSP bovines retrouvées dans le plasma séminal de porc, d’étalon et de bélier ont une affinité avec les protéines du lait, ce qui suggère que le mécanisme de protection des spermatozoïdes par le lait pourrait être le même chez ces espèces. Troisièmement, nous avons caractérisé l’interaction entre BSP1 bovine et les LDL du jaune d’oeuf qui a un Ka de 3.4 ± 0.4 × 10^6 M-1 et une valeur de « n » de 104 BSP1 pour une particule de LDL, indiquant qu’il existe des différences entre le mécanisme de protection des spermatozoïdes par le lait et le jaune d’oeuf. Nous croyons que les résultats présentés dans cette thèse aideront à créer de nouveaux diluants ne contenant pas de produits d’origine animale afin de cryoconserver les spermatozoïdes des mammifères.

Santé reproductive et santé mentale des femmes qui ont subi la violence sexuelle en temps de conflit armé : cas de la République Démocratique du Congo

Problématique : Depuis bientôt deux décennies, la République Démocratique du Congo (RDC) est le territoire d’un conflit armé qui, selon l’International Rescue Commite, aurait occasionné plus de 3 millions de décès et autant de déplacés internes. Plusieurs rapports font également cas des nombreux actes de violence sexuelle (les viols, les mutilations, l’esclavage, l’exploitation sexuelle, etc.) commis envers les filles, les femmes et dans une moindre ampleur les hommes. S’il existe un consensus sur le côté barbare des actes de violence sexuelle liés aux conflits armés, rares sont les études qui ont évalué leurs conséquences sur la santé reproductive des survivantes surtout en termes d’issues telles que les fistules, les douleurs pelviennes chroniques (DPC), le désir de rapports sexuels, le désir d’enfant et le désir d’interruption de la grossesse issue de tels actes. Par ailleurs, même si la santé mentale des populations en zones de conflit représente un sujet d’intérêt, l’impact spécifique de la violence sexuelle liée au conflit sur la santé mentale des survivantes a été peu étudié. De plus, ces travaux s’intéressent aux effets de la violence sexuelle liée au conflit sur la santé mentale et sur la santé reproductive séparément et ce, sans évaluer les relations qui peuvent exister entre ces deux dimensions qui, pourtant, s’influencent mutuellement. Aussi, l’impact social de la violence sexuelle liée au conflit, ainsi que la contribution des normes socioculturelles aux difficultés que rencontrent les survivantes, a été peu étudié. Pourtant, l’impact social de la violence sexuelle liée au conflit peut permettre de mieux comprendre comment l’expérience d’un tel acte peut affecter la santé mentale. Enfin, aucune étude n’a évalué les effets de la violence sexuelle liée au conflit en la comparant à la violence sexuelle non liée au conflit (VSNLC). Pourtant, il est reconnu qu’à de nombreux égards, la violence sexuelle liée au conflit est bien différente de la VSNLC puisqu’elle est perpétrée avec l’intention de créer le maximum d’effets adverses pour la victime et sa communauté. Objectifs : Les objectifs poursuivis dans cette thèse visent à : 1) évaluer les effets de la violence sexuelle liée au conflit sur la santé reproductive; 2) évaluer les effets de la violence sexuelle liée au conflit sur la santé mentale en termes de sévérité des symptômes de stress posttraumatique (PTSD), de sévérité des symptômes de détresse psychologique et de probabilité de souffrir de troubles mentaux communs (TMC); 3) évaluer la contribution des troubles physiques de santé reproductive, en particulier les fistules et les douleurs pelviennes chroniques (DPC), aux effets de la violence sexuelle liée au conflit sur la santé mentale; 4) évaluer la contribution de l’état de santé mentale aux effets de la violence sexuelle liée au conflit sur le désir de rapports sexuels et le désir d’enfant; et 5) étudier l’impact de la violence sexuelle liée au conflit sur le plan social ainsi que la contribution des normes socioculturelles à ses effets adverses et la façon dont ces effets pourraient à leur tour influencer la santé des femmes et leur relation avec l’enfant issu de l’acte de violence sexuelle subi. Méthodologie : Un devis mixte de nature convergente a permis de collecter des données quantitatives auprès de l’ensemble des participantes (étude transversale) et des données qualitatives sur un nombre plus restreint de femmes (étude phénoménologique). Une étude transversale populationnelle a été conduite entre juillet et août 2012 auprès de 320 femmes âgées de 15 à 45 ans habitant quatre (4) quartiers de la ville de Goma située dans la province du Nord-Kivu en RDC. Les femmes ont été recrutées à travers des annonces faites par les responsables des programmes d’alphabétisation et de résolution de conflits implantés dans les différents quartiers par le Collectif Alpha Ujuvi, une ONG locale. Les issues de santé reproductive évaluées sont : les fistules, les DPC, le désir de rapports sexuels, le désir d’enfant et le désir d’interruption de la grossesse issue d’un acte de violence sexuelle. Les variables de santé mentale d’intérêt sont : la sévérité des symptômes de détresse psychologique, la sévérité des symptômes de PTSD et la probabilité de souffrir de TMC. Pour les analyses, l’exposition a été définie en trois (3) catégories selon l’expérience passée de violence sexuelle : les femmes qui ont vécu des actes de violence sexuelle liée au conflit, celles qui ont vécu des actes de VSNLC et celles qui ont déclaré n’avoir jamais subi d’acte de violence sexuelle au cours de leur vie. Les variables de confusion potentielles mesurées sont : l’âge, le statut matrimonial, le nombre d’enfants, le niveau d’éducation le plus élevé atteint et l’occupation professionnelle. Les mesures d’associations ont été évaluées à l’aide de modèles de régressions logistiques et linéaires simples et multiples. Des tests d’interaction multiplicative et des analyses stratifiées ont été également conduits pour évaluer l’effet potentiellement modificateur de quelques variables (âge, statut matrimonial, nombre d’enfants) sur la relation entre la violence sexuelle et les variables de santé reproductive ou de santé mentale. Ces tests ont également été utilisés pour évaluer la contribution d’une variable de santé reproductive ou de santé mentale aux effets de la violence sexuelle sur l’autre dimension de la santé d’intérêt dans cette étude. Une étude phénoménologique a été conduite dans le même intervalle de temps auprès de 12 femmes ayant participé à la partie quantitative de l’étude qui ont vécu la violence sexuelle liée au conflit et ont eu un enfant issu d’une agression sexuelle. Les sujets explorés incluent : la perception de l’acte de violence sexuelle liée au conflit vécu et de la vie quotidienne par les victimes; la perception de l’acte de violence sexuelle liée au conflit par la famille et l’entourage et leurs réactions après l’agression; la perception de la grossesse issue de l’acte de violence sexuelle par la victime; la perception de l’enfant issu de la violence sexuelle liée au conflit par la victime ainsi que son entourage; les conséquences sociales de l’expérience de violence sexuelle liée au conflit et les besoins des victimes pour leur réhabilitation. Une analyse thématique avec un codage ouvert a permis de ressortir les thèmes clés des récits des participantes. Par la suite, l’approche de théorisation ancrée a été utilisée pour induire un cadre décrivant l’impact social de l’expérience de la violence sexuelle liée au conflit et les facteurs y contribuant. Résultats : Le premier article de cette thèse montre que, comparées aux femmes qui n’ont jamais vécu un acte de violence sexuelle, celles qui ont vécu la violence sexuelle liée au conflit ont une probabilité plus élevée d’avoir une fistule (OR=11.1, IC 95% [3.1-39.3]), des DPC (OR=5.1, IC 95% [2.4-10.9]), de rapporter une absence de désir de rapports sexuels (OR=3.5, IC 95% [1.7-6.9]) et une absence de désir d’enfant (OR=3.5, IC 95% [1.6-7.8]). Comparées aux mêmes femmes, celles qui ont vécu la VSNLC ont plus de probabilité de souffrir de DPC (OR=2.3, IC 95% [0.95-5.8]) et de rapporter une absence de désir d’enfant (OR=2.7, IC 95% [1.1-6.5]). Comparées aux femmes qui ont vécu la VSNLC, celles qui ont vécu la violence sexuelle liée au conflit ont également une probabilité plus élevée d’avoir une fistule (OR=9.5, IC 95% [1.6-56.4]), des DPC (OR=2.2, IC 95% [0.8-5.7]) et de rapporter une absence de désir de rapports sexuels (OR=2.5, IC 95% [1.1-6.1]). En ce qui concerne les grossesses issues des viols, comparées aux femmes qui ont vécu la VSNLC, celles qui ont vécu la violence sexuelle liée au conflit sont plus nombreuses à souhaiter avorter (55% vs 25% pour celles qui ont vécu la VSNLC). Elles sont également plus nombreuses à déclarer qu’elles auraient avorté si les soins appropriés étaient accessibles (39% vs 21% pour celles qui ont vécu la VSNLC). Le second article montre qu’en comparaison aux femmes qui n’ont jamais subi de violence sexuelle, celles qui ont vécu la violence sexuelle liée au conflit présentent des symptômes de détresse psychologique (moyennes de score respectives 8.6 et 12.6, p<0.0001) et des symptômes de PTSD (moyennes de score respectives 2.2 et 2.6, p<0.0001) plus sévères et ont plus de probabilité d’être dépistées comme un cas de TMC (30% vs 76%, p<0.0001). De plus, comparées aux femmes qui ont vécu la VSNLC, celles qui ont vécu la violence sexuelle liée au conflit présentent des symptômes de détresse psychologique (moyennes de score respectives 10.1 et 12.6, p<0.0001) et des symptômes de PTSD (moyennes de score respectives 2.2 et 2.6, p<0.0001) plus sévères et ont plus de probabilité d’être dépistées comme un cas de TMC (48% vs 76%, p<0.001). Les valeurs minimales et maximales de score de sévérité de symptômes de détresse psychologique sont de 0/12 pour les femmes qui n’ont jamais vécu de violence sexuelle, 4/19 pour celles qui ont vécu la VSNLC et de 5/18 pour celles qui ont vécu la violence sexuelle liée au confit. En ce qui concerne la sévérité des symptômes de PTSD, les scores minimal et maximal sont respectivement de 0.36/3.22, 0.41/3.41 et 0.95/3.45. Le fait d’avoir développé une fistule ou de souffrir de DPC après l’agression sexuelle augmente la force des associations entre la violence sexuelle et la santé mentale. Les femmes qui ont subi la violence sexuelle liée au conflit et qui ont souffert de fistules présentent des symptômes de détresse psychologique et de PTSD plus sévères comparées aux femmes qui ont subi la violence sexuelle liée au conflit mais n’ont pas de fistules. Les résultats sont similaires pour les femmes qui ont subi la violence sexuelle liée au conflit et qui souffrent de DPC. Des résultats complémentaires suggèrent que le statut matrimonial modifie l’effet de la violence sexuelle sur la sévérité des symptômes de détresse psychologique, les femmes divorcées/séparées et les veuves étant celles qui ont les moyennes de score les plus élevées (respectivement 11.3 et 12.1 vs 9.26 et 9.49 pour les célibataires et les mariées). Par ailleurs, la sévérité des symptômes de détresse psychologique modifie l’association entre la violence sexuelle liée au conflit et le désir d’enfant. Le troisième article montre que, sur le plan social, l’expérience de violence sexuelle liée au conflit entraine également de lourdes conséquences. Toutes celles qui ont vécu ce type d’acte décrivent leur vie de survivante et de mère d’un enfant issu d’une agression sexuelle comme difficile, oppressive, faite de peines et de soucis et sans valeur. Plusieurs facteurs influencent la description que les victimes de violence sexuelle liée au conflit font de leur vie quotidienne, et ils sont tous reliés aux normes socioculturelles qui font de la femme une citoyenne de seconde zone, ne font aucune différence entre un viol et un adultère, condamnent les victimes de violence sexuelle plutôt que leurs agresseurs, rejettent et stigmatisent les victimes de tels actes ainsi que l’enfant qui en est issu. En réponse au rejet et au manque de considération, les femmes victimes de violence sexuelle liée au conflit ont tendance à s’isoler pour éviter les insultes et à garder le silence sur leur agression. En plus, les réactions de leur entourage/communauté ont tendance à leur faire revivre l’agression sexuelle subie, autant d’éléments qui nuisent davantage à leur réhabilitation. D’autres résultats démontrent que les enfants issus d’actes de violence sexuelle liée au conflit sont également rejetés par leur communauté, leur famille adoptive ainsi que le conjoint de leur mère, ce qui affecte davantage les survivantes. Avec leurs mères, les relations développées varient entre le rejet, la résignation et l’affection. Néanmoins, ces relations sont plus souvent tendues probablement à cause de la stigmatisation de la communauté. Conclusion: La violence sexuelle liée au conflit a des effets adverses sur la santé reproductive, la santé mentale mais également sur le plan social. Ces trois dimensions sont loin d’être isolées puisque cette étude a permis de démontrer qu’elles s’influencent mutuellement. Ceci suggère que la prise en charge des victimes de violence sexuelle liée au conflit ne doit pas se concentrer sur un aspect ou un autre de la santé mais prendre en compte l’ensemble des dimensions de la femme pour offrir une aide holistique, plus adaptée et qui sera plus efficace à long terme.

Rôle de protéines épididymaires humaines et murines dans les fonctions spermatiques

L’infertilité affecte jusqu’à 15-20% des couples en âge de se reproduire. C’est pourquoi, mieux comprendre les mécanismes à la base de la fécondation est essentiel pour l’identification de nouvelles causes d’infertilité et l’optimisation des techniques de reproduction assistée. La capacitation est une étape de la maturation des spermatozoïdes qui se déroule dans le tractus génital femelle. Elle est requise pour la fécondation d’un ovocyte. Notre laboratoire a démontré que des protéines du plasma séminal bovin, appelées protéines Binder of SPerm (BSP), se lient aux phospholipides portant des groupements choline à la surface de la membrane des spermatozoïdes lors de l’éjaculation et promeuvent la capacitation. Ces protéines exprimées par les vésicules séminales sont ubiquitaires chez les mammifères et ont été étudiées chez plusieurs espèces dont l’étalon, le porc, le bouc et le bélier. Récemment, l’expression de gènes homologues aux BSP a été découverte dans les épididymes d’humains (BSPH1) et de souris (Bsph1 et Bsph2). Notre hypothèse est que les BSP chez ces deux espèces sont ajoutées aux spermatozoïdes lors de la maturation épididymaire et ont des rôles dans les fonctions spermatiques, similaires à ceux des protéines BSP bovines. Les protéines BSP humaines et murines représentent une faible fraction des protéines totales du plasma séminal. Pour cette raison, afin d’étudier leurs caractéristiques biochimiques et fonctionnelles, des protéines recombinantes ont été produites. Les protéines recombinantes ont été exprimées dans des cellules Escherichia coli origami B(DE3)pLysS en utilisant un vecteur d’expression pET32a. Suivant la lyse cellulaire, les protéines ont été dénaturées avec de l’urée et purifiées par chromatographie d’affinité sur ions métalliques immobilisés. Une fois liées à la colonne, les protéines ont été repliées à l’aide d’un gradient d’urée décroissant avant d’être éluées. Cette méthode a mené à la production de trois protéines recombinantes (rec-BSPH1 humaine, rec-BSPH1 murine et rec-BSPH2 murine) pures et fonctionnelles. Des expériences de chromatographie d’affinité et de co-sédimentation nous ont permis de démontrer que les trois protéines peuvent se lier à des ligands connus des protéines BSP comme la gélatine et l’héparine en plus de pouvoir se lier aux spermatozoïdes. Nos études ont également révélées que les deux protéines rec-BSPH1 peuvent se lier aux liposomes de phosphatidylcholine (PC) et sont capable de promouvoir la capacitation des spermatozoïdes. À l’opposé, rec-BSPH2 ne peut ni se lier aux liposomes de PC, ni stimuler la capacitation. Finalement, les protéines recombinantes n’ont aucun effet sur la réaction acrosomique ou sur la motilité des spermatozoïdes. Chez les bovins, les protéines BSP induisent la capacitation grâce des interactions avec les lipoprotéines de haute densité (HDL) et les glycosaminoglycanes. Puisque le HDL est également un joueur important de la capacitation chez la souris, le rôle de la protéine native BSPH1 murine au niveau de la capacitation induite par le HDL a été étudié. Les résultats obtenus suggèrent que, in vivo, la protéine BSPH1 de souris serait impliquée dans la capacitation via une interaction directe avec le HDL. Comme les protéines BSPH1 humaines et murines sont orthologues, ces résultats pourraient aussi s’appliquer à la fertilité humaine. Les résultats présentés dans cette thèse pourraient mener à une meilleure compréhension de la fertilité masculine et aider à améliorer les techniques de reproduction assistée. Ils pourraient également mener au développement de nouveaux tests diagnostiques ou de contraceptifs masculins.

Feature-based tracking of urethral motion in low-resolution trans-perineal ultrasound

This paper describes a novel algorithm for tracking the motion of the urethra from trans-perineal ultrasound. Our work is based on the structure-from-motion paradigm and therefore handles well structures with ill-defined and partially missing boundaries. The proposed approach is particularly well-suited for video sequences of low resolution and variable levels of blurriness introduced by anatomical motion of variable speed. Our tracking method identifies feature points on a frame by frame basis using the SURF detector/descriptor. Inter-frame correspondence is achieved using nearest-neighbor matching in the feature space. The motion is estimated using a non-linear bi-quadratic model, which adequately describes the deformable motion of the urethra. Experimental results are promising and show that our algorithm performs well when compared to manual tracking.