Development of zona-free hamster ova to blastocysts in vitro

The zona pellucida (ZP) enclosing the mammalian ovum is important for its protection and for initial stages of fertilization, but the role of the ZP during embryo development is less clear. This study was designed to investigate if the hamster ZP is needed for embryo development from 1-cell to blastocyst in vitro, and to compare methods for removing the ZP. A total of 395 hamster pronucleate ova were collected 10 h post activation from superovulated, mated female hamsters. The ZP was removed from some ova using either 0.05% pronase, 0.05% trypsin or acid Tyrode's solution. To prevent ZP-free ova from sticking together, they were cultured singly in 30-50 muL drops of HECM-6 culture medium together with ZP-intact ova as controls. There was no significant difference among treatment groups in embryo development to blastocyst: 36/87 (42%) in the ZP intact group; 35/75 (47%) in the pronase-treated ZP-free group; 37/74 (50%) in the trypsin-treated ZP-free group; and 37/71 (52%) in the acid-treated ZP-free group. These results indicate that 1) the ZP is unnecessary for hamster embryo development in vitro from the pronucleate ovum stage to blastocyst; 2) none of the three ZP-removal methods was detrimental to embryo development; 3) embryos do not need to be cultured in groups during in vitro development from 1-cell to blastocyst. (C) 2000 by Elsevier Science Inc.

Effect of antibiotics on development in vitro of hamster pronucleate ova

Antibiotics are commonly added to embryo culture media, but effects on embryo development have not been examined thoroughly. Hamster ova were used to investigate whether penicillin, streptomycin or gentamicin affect embryo development in vitro. Ova were collected 10 h post activation by spermatozoa in vivo and cultured in five treatments: 1) Control: chemically-defined medium HECM-9 with no antibiotics; 2) HECM-9 with 100 IU/mL, penicillin; 3) HECM-9 with 50 mug/mL streptomycin; 4) HECM-9 with 10 mug/mL,gentamicin and 5) HECM-9 with both 100 IU/mL penicillin and 50 mug/mL streptomycin. Individually, penicillin, streptomycin and gentamicin did not affect embryo development to the 8-cell stage at 58 h post oocyte activation, or morula/blastocyst stages, or blastocysts alone at 82 h post activation. However, when penicillin and streptomycin were both present in the culture medium the percentages of 8-cell embryos at 58 h and blastocysts at 82 h were significantly lower than the control. No antibiotic treatment improved hamster embryo development in vitro. We caution against the use of penicillin and streptomycin together for hamster embryo culture, and show that it is not necessary to include any antibiotics in embryo culture media for up to 72 h if proper sterile technique is used with an oil overlay. (C) 2000 by Elsevier Science Inc.

Amino acid requirements for maturation of rhesus monkey (Macacca mulatta) oocytes in culture

This study evaluated the effects of different amino acid formulations on supporting meiotic and cytoplasmic maturation of rhesus monkey (Macacca mulatta) oocytes in vitro. Five hundred and forty-six cumulus-oocyte complexes (COCs) aspirated from unstimulated adult monkey follicles (greater than or equal to 1000 mum in diameter) were cultured in either modified Connaught Medical Research Laboratories 1066 medium (mCMRL-1066) or in one of eight chemically defined media (modified basic medium 5 supplemented with 5.5 mmol glucose l(-1), 0.003 mmol pantothenic acid l(-1) and different amino acid formulations) as below: (1) modified basic medium 5 (mBM5) containing no amino acid; (2) mBM5 + 0.2 mmol glutamine l(-1); (3) mBM5 + 11 amino acids from hamster embryo culture medium 6 (HECM-6) (11 AA); (4) mBM5 + Eagle's non-essential amino acids (NEA); (5) mBM5 + NEA + 0.2 mmol glutamine l(-1); (6) mBM5 + Eagle's essential amino acids (EA) without glutamine; (7) mBM5 + EA + 0.2 mmol glutamine l(-1); (8) mBM5 + Eagle's 20 amino acids (20 AA) + 0.2 mmol glutamine l(-1); and (9) mCMRL-1066 (control). All media contained FSH, LH, oestradiol and progesterone. After maturation, mature oocytes were subjected to the same fertilization and embryo culture procedures. COCs matured in treatment 5 had greater potential to progress to metaphase II (66%; P < 0.05) than did those in treatments 1 (37.3%), 2 (48.3%)f 3 (41%), 6 (41%) and 9 (43%). Oocytes matured in treatment 8 had the best morula (53%) and blastocyst (18%) developmental responses (P<0.05). The lowest (P<0.05) morula and blastocyst developmental responses were obtained from COCs matured in treatments 1 (0%) and 6 (8%). The other media supported intermediate embryonic development (range 11-38% of morula and blastocyst). These results indicate that the choice of amino acids affects the competence of oocyte maturation and that Eagle's 20 AA with 0.2 mmol glutamine l(-1) is more efficient than the other amino acid formulations for maturation of rhesus monkey oocytes.

Factors affecting the survival of sheep embryos after transfer within a MOET program

F. Baria, M. Khalid, W. Haresign, A. Murray and B. Merrell (2003). Factors affecting the survival of sheep embryos after transfer within a MOET program. Theriogenology, 59 (5/6), 1265-1275. Sponsorship: DEFRA RAE2008

Effect of insulin-like growth factor-I during preantral follicular culture on steroidogenesis, in vitro oocyte maturation, and embryo development in mice

Insulin-like growth factor-I (IGF-I) is involved in the regulation of ovarian follicular development and has been shown to potentiate the FSH responsiveness of granulosa cells from preantral follicles. The aim of the present study was to investigate the effect of IGF-I during preantral follicular culture on steroidogenesis, subsequent oocyte maturation, fertilization, and embryo development in mice. Preantral follicles were isolated mechanically and cultured for 12 days in a simplified culture medium supplemented with 1% fetal calf serum, recombinant human FSH, transferrin, and selenium. In these conditions, follicles were able to grow and produce oocytes that could be matured and fertilized. The first experiment analyzed the effect of different concentrations of IGF-I (0, 10, 50, or 100 ng/ml) added to the culture medium on the follicular survival, steroidogenesis, and the oocyte maturation process. The presence of IGF-I during follicular growth increased the secretion of estradiol but had no effect on the subsequent oocyte survival and maturation rates. In the second experiment, IGF-I (0 or 50 ng/ml) was added to the culture medium during follicular growth, oocyte maturation, or both, and subsequent oocyte fertilization and embryo development rates were evaluated. Oocyte fertilization rates were comparable in the presence or absence of IGF-I. However, the blastocyst development rate was enhanced after follicular culture in the presence of IGF-I. Moreover, the total cell number of the blastocysts observed after differential labeling staining was also higher when follicles were cultured or matured in the presence of IGF-I.

GRILLOTIA ERINACEUS (CESTODA, TRYPANORHYNCHA) - LOCALIZATION OF NEUROACTIVE SUBSTANCES IN THE PLEROCERCOID, USING CONFOCAL AND ELECTRON-MICROSCOPIC IMMUNOCYTOCHEMISTRY

Indirect immunocytochemistry, in conjunction with confocal scanning laser microscopy and electron-microscopic immunogold labeling, has been used to localize neuropeptide and 5-hydroxytryptamine (5-HT) immunereactivities (IRs) in the plerocercoid (scolex and surrounding blastocyst) of the trypanorhynch tapeworm, Grillotia erinaceus. Antisera directed to two native cestode neuropeptides, neuropeptide F and the FMRFamide-related peptide, GNFFRFamide, were used to demonstrate the presence of a well-developed and extensive peptide-immunoreactive nervous system of central and peripheral elements in the juvenile scolex. Neuronal connectivity exists between the scolex and the surrounding blastocyst, in which there is a rich innervation of varicose fibers displaying peptide IR. Ultrastructurally, gold labeling of the peptide IR was found exclusively over the contents of dense secretory vesicles in the axons and somatic cytoplasm of neurons. Double-labeling experiments demonstrated an apparent colocalization of peptide IR, although the results of antigen preadsorption procedures indicated substantial cross-reactivity of the two antisera. A separate and well-differentiated 5-HT-immunoreactive nervous system, with a similar anatomical arrangement as the peptide-immunoreactive nervous system, is present in both the scolex and blastocyst (C) 1994 Academic Press, Inc.

Interactions of diploid embryonal carcinoma cells and normal cell mass cells with 2.5 day mouse embryos following aggregation

Spontaneous teratocarcinomas are ovarian or testicular tumors which have their origins in germ cells. The tumors contain a disorganized array of benign differentiated cells as well as an undifferentiated population of malignant stem cells, the embryonal carcinoma or EC cells. These pluripotent stem cells in tissue culture share many properties with the transient pluripotent cells of the early embryo, and might therefore serve as models for the investigation of developmental events ill vitro. The property of EC cells of prime interest in this study is an in vivo phenomenon. Certain EC cell lines are known to be regulated ill vivo and to differentiate normally in association with normal embryonic cells, resulting in chimeric mice. These mice have two genetically distinct cell populations, one of which is derived from the originally malignant EC cells. This has usually been accomplished by injection of the EC cells into the Day 3 blastocyst. In this study, the interactions between earlier stage embryos and EC cells have been tested by aggregating clumps of EC cells with Day 2 embryos. The few previous aggregation studies produced a high degree of abnormality in chimeric embryos, but the EC cells employed had known chromosomal abnormalities. In this study, two diploid EC cell lines (P19 and Pi0) were aggregated with 2.5 day mouse embryos, and were found to behave quite differently in the embryonic environment. P19 containing aggregates generally resorbed early, and the few embryos recovered at midgestation were normal and non-chimeric. Pi0 containing aggregates survived in high numbers to midgestation, and the Pi0 cells were very successful in colonizing the embryo. All these embryos were chimeric, and the contribution by the EC cells to each chimera was very high. However, these heavily chimeric embryos were all abnormal. Blastocyst injection had previously produced some abnormal embryos with high Pl0 contributions in addition to the live born mice, which had lower EC contributions. This study now adds more support to the hypothesis that high EC contributions may be incompatible with normal development. The possibility that the abnormalities were due to the mixing of temporally asynchronous embryonic cell types in the aggregates was tested by aggregating normal pluripotent cells taken from 3.5 day embryos with 2.5 day embryos. Early embryo loss was very high, and histological studies showed that the majority of these embryos died by 6.5 days development. Some embryos escaped this early death such that some healthy chimeras were recovered, in contrast to recovery of abnormal chimeric embryos following Pl0-morula aggregations, and non-chimeric embryos following P19-morula aggregations. This somewhat surprising adverse effect on development following aggregation of normal cell types suggests that there are developmental difficulties associated with the mixing of asynchronous cell types in aggregates. However, the greater magnitude of the adverse effects when the aggregates contained tumor derived cells suggests that EC cells should not be considered the complete equivalent of the pluripotent cells of the early embryo.

Les voies de signalisation utérines à l'émergence de la diapause embryonnaire chez le vison américain

La diapause embryonnaire se manifeste par un arrêt réversible du développement embryonnaire durant la période de préimplantation et induit un retard de l’implantation. Chez le vison américain, une diapause embryonnaire obligatoire caractérise chaque gestation. Si les mécanismes de contrôle de la diapause embryonnaire obligatoire chez cette espèce sont bien connus, le rôle utérin impliqué dans la réactivation de l’embryon demeure, quant à lui, encore inconnu. Le sujet de ce doctorat a consisté dans un premier temps à explorer l’environnement utérin à la sortie de la diapause embryonnaire afin de caractériser, dans un deuxième temps, les principaux acteurs utérins qui provoquent la réactivation de l’embryon. Nous avons effectué une analyse du transcriptome utérin à l’émergence de la diapause embryonnaire ce qui a permis de construire une librairie de 123 séquences d’ADNc utérines différentiellement exprimées à la réactivation de l’embryon et homologues à des séquences de gènes connues chez d’autres espèces. Ces gènes sont impliqués dans la régulation du métabolisme (25 %), de l’expression génique (21 %), de la transduction de signal (15 %), du cycle cellulaire (15 %), du transport (10 %) et de la structure cellulaire (9 %), reflétant ainsi d’importantes modifications utérines à la réactivation embryonnaire. Nous avons validé l’expression différentielle de dix gènes ainsi identifiés : GDF3 (growth and differentiation 3), ALCAM (activated leukocyte cell adhesion molecule), ADIPOR1 (adiponectin receptor 1), HMGN1 (high mobility group N1), TXNL1 (thioredoxin like 1), TGM2 (tissue transglutaminase 2), SPARC (secreted protein acidic rich in cystein), et trois gènes codant pour AZIN1 (antizyme inhibitor 1), ODC1 (ornithine decarboxylase 1) et SAT1 (spermidine/spermine N1-acetyltransferase), des enzymes impliquées dans la biosynthèse des polyamines. Le patron de l’expression spatio-temporel de SPARC et d’HMGN1 illustrent spécifiquement un remodelage tissulaire et de la chromatine au niveau utérin à la sortie de la diapause embryonnaire. Ayant mesuré une augmentation des concentrations utérines en polyamines à la reprise du développement embryonnaire, nous avons émis l’hypothèse que les polyamines seraient impliquées dans les événements menant à la sortie de la diapause. L’inhibition de la biosynthèse des polyamines par un traitement à l’ α-difluoromethylornithine (DFMO) a provoqué une diminution significative de la proliferation cellulaire dans les embryons à la réactivation, un retard du moment de l’implantation, mais n’a pas affecté le succès de la reproduction. De manière similaire, nous avons induit un état de dormance dans les cellules de trophoblaste de vison en présence DFMO dans le milieu de culture, et constaté que cet état était réversible. En conclusion, cette étude a non seulement ouvert de nouveaux horizons quant à la compréhension du rôle utérin dans les événements menant à la sortie de la diapause embryonnaire, mais a démontré pour la première fois, l’existence de facteurs utérins indispensables à la réactivation de l’embryon: les polyamines.

La dérivation de cellules souches embryonnaires chez le cheval

Les cellules souches embryonnaires (ES) sont porteuses de grands espoirs en recherche biomédicale dans le but d’apporter un traitement définitif à l’ostéoarthrose. Parce que certaines articulations des chevaux sont similaires à celles des humains, cet animal représente un modèle important dans l’évaluation de stratégies de régénération du cartilage. Cependant, pour expérimenter un traitement par les cellules ES chez le cheval, des cellules ES équines (eES) n’ont toujours pas pu être dérivées. Dans ce contexte, l’objectif principal de cette étude est de dériver des lignées de cellules eES. Le premier objectif de notre étude consiste à optimiser la technique de dérivation des cellules eES. Nous démontrons que la lignée de cellules nourricières et le stade de développement des embryons influencent l’efficacité de la technique de dérivation tandis que l’inhibition de voies de signalisation menant à la différenciation des cellules ES ne l’influence pas sous nos conditions. Le deuxième objectif de notre étude est de caractériser de façon plus approfondie les lignées de cellules eES obtenues. Nous démontrons que les cellules eES dérivées expriment autant des marqueurs associés aux cellules pluripotentes qu’aux cellules différenciées et que l’inhibition de voies de signalisation menant à la différenciation n’influence pas l’expression de ces marqueurs. Pour conclure, nous confirmons avoir dérivé des lignées de cellules semblables au cellules eES (eES-like) ne correspondant pas complètement aux critères des cellules ES.

Embryonic and Uterine Characteristics of Diapause

L’implantation retardée ou diapause embryonnaire décrit l'arrêt ou le retardement pendant l'embryogenèse. Chez le vison, la diapause est corrélée avec une sécrétion pituitaire insuffisante de la prolactine, ayant pour résultat la différentiation incomplète du corpus luteum et réduction de la progestérone. Des études antérieures suggèrent que le blastocyste de vison en diapause demeure dans un état de quiescence ou se développe lentement. Pour élucider ceci, la réplication de l'ADN a été étudiée. Les résultats démontrent synthèse de l’ADN et prolifération cellulaire dans les embryons au stade de morula, avant la diapause et dans les blastocystes après la réactivation. La réplication de l'ADN a été également détectée dans des blastocystes en diapause et en diapause prolongée. L'implantation est considérée comme une interaction bidirectionnelle entre le blastocyste et l'utérus. Il a été montré que les prostaglandines sont importantes pour la vascularisation de l’utérus au moment de l’implantation et peuvent réactiver l'utérus des visons après la diapause. La concentration protéinique et la localisation de la phospholipase citosolique A2 (CPLA2) et de la cyclooxygenase 2 (COX2) ont été étudiées dans l'utérus de vison. L’expression de la CPLA2 et COX2 étaient sur-régulées au moment de l'implantation. Il est connu que la prolactine active les corpus luteum des visons. L'idée de un lien entre la prolactine et la voie de signalisation des prostaglandines a été testée en mesurant les récepteurs de prolactine. Les résultats montrent une augmentation de l’expression des récepteurs de prolactine à l'implantation suggérant que la prolactine pourrait activer la voie de prostaglandine à l'utérus par son propre récepteur. La conclusion, les embryons pendant la diapause ne sont pas arrêtées complètement et les protéines liées à la voie de prostaglandine sont implique dans la réactivation de l'utérus.

La dérivation de cellules souches embryonnaires chez le rat, Rattus norvegicus

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Heteroplasmy in mammal mitochondrial deoxyribonucleic acid

La nature a développé diverses stratégies afin d’assurer le commencement de la vie dans des conditions d’homoplasmie, c’est-à-dire des conditions telles que les cellules sont dotées du même ADN mitochondrial. Toutefois, des nouveaux haplotypes de l’acide désoxyribonucléique mitochondrial (ADNmt) peuvent apparaitre et croître de plusieurs façons tout au long de la durée d’une vie menant à l’hétéroplasmie. Par exemple, l’hétéroplasmie de l’ADNmt peut être créée artificiellement par des technologies reproductives assistées, ainsi que naturellement par le processus de vieillissement. De ce fait, la thèse de ce doctorat fut divisée en deux principaux objectifs. Le premier étant celui d’analyser les changements survenus dans l’hétéroplasmie de l’ADNmt produit par le transfert nucléaire des cellules somatiques (SCNT) lors du développement de l’embryon jusqu’au fœtus et aux tissus adultes de bovins clonés. En ce qui concerne le second objectif, il s’agit d’analyser les changements survenus dans l’hétéroplasmie de l’ADNmt causés par le vieillissement dans une cellule somatique adulte et dans des tissus germinaux durant l’ovogénèse, ainsi qu’au début de l’embryogenèse et dans la procédure de culture in vitro sur des souris. Dans la première série d’expériences sur des bovins, des fibroblastes fœtaux transportant une mutation d’ADNmt (insertion de 66 pb) furent fusionnés avec des ovocytes receveurs transportant l’ADNmt du type sauvage. La présence d’ADNmt venant de la cellule donneuse a été analysée à différents stades de développement, soit sur des embryons âgés de 17 jours (n=17), des fœtus âgés de 40 jours (n=3), des fœtus âgés de 60 jours (n=3), un fœtus âgé de 240 jours et 3 clones post-nataux âgés de 18 à 24 mois. Chaque individu s’est avéré être hétéroplasmique et 99 % (103/104) des échantillons de tissus analysés étaient également hétéroplasmiques. Cependant, l’ovaire venant du fœtus de 240 jours fut le seul à être homoplasmique pour l’ADNmt de l’ovocyte receveur. Dans la plupart des échantillons analysés (95,2 %, soit 99/104) la moyenne d’hétéroplasmie était de 1,46 %. Par contre, un fœtus âgé de 40 jours a présenté un niveau élevé d’hétéroplasmie (20,9 %), indiquant ainsi que des évènements rares d’augmentation de l’ADNmt des cellules donneuses peuvent survenir. Étant donné que la majorité des clones SCNT montrait de l’hétéroplasmie de l’ADNmt à des proportions comparables à celles des cellules donneuses au moment de la reconstruction de l’embryon, on a pu conclure que l’hétéroplasmie produite par des techniques de transfert nucléaire utilisant des cellules somatiques est due à une ségrégation neutre de l’ADNmt. Dans la seconde série d’expériences sur des souris, des femelles de différents âges, c.à.d. jeunes (0 – 8 mois), moyennes (8 – 16 mois) et vieilles (16 – 24 mois), ont été synchronisées (gonadotrophines) et sacrifiées dans le but d’obtenir des ovocytes au stade de vésicule germinal, et des ovocytes au stade métaphase-II produits in vivo et in vitro. De plus, des embryons in vivo et in vitro au stade de deux-cellules et des embryons au stade de blastocystes ont été obtenus de femelles jeunes. Différents tissus somatiques, venant de femelles des trois stades d’âge ont été obtenus : cerveau, foie, muscle et du cumulus ovocytaire. De plus, l’effet du vieillissement a été mesuré selon la fertilité de la femelle. En effet, les effets sur l’hétéroplasmie du vieillissement, du stade de développement et de la culture in vitro ont été mesurés dans des ovocytes et dans des embryons. Les effets du vieillissement sur les mitochondries ont été mesurés par rapport au nombre total de copies de l’ADNmt, au pourcentage des délétions communes et sur l’expression de trois gènes : Ndufs4, Mt-nd2 and Mt-nd4. Il a été possible d’observer que la fertilité des femelles dans la colonie de souris diminuait avec l’âge. En fait, le vieillissement affectait l’ADNmt dans les tissus somatiques, cependant il n’avait pas d’effet sur le cumulus, les ovocytes et les embryons. Le nombre de délétions de l’ADNmt augmentait pendant la reprise de la méiose et celui-ci diminuait au début du développement embryonnaire. La culture in vitro n’affectait pas la quantité d’ADNmt dans la plupart des tissus germinaux. Puisque nous n’avons pas trouvé d’effet de l’âge dans la majorité des paramètres mitochondriaux analysés dans les ovocytes et les embryons, il est suggéré que la délétion commune de l’ADNmt dans les tissus germinaux est davantage reliée au statut cellulaire de la production d’énergie qu’au processus de vieillissement. Deux sources différentes de mutations de l’ADNmt produites dans les ovocytes normaux ou reconstitués ont produit différents résultats d’hétéroplasmie au début de l’embryogénèse. Chez les bovins, l’hétéroplasmie artificielle impliquant une petite insertion (66 pb) dans la région non codante (D-loop) de l’ADNmt a été vraisemblablement non nocive pour l’embryon, tolérant la persistance de l’ADNmt étranger pendant les différents stades du développement des clones. Chez les souris, l’hétéroplasmie naturelle produite par une grande délétion (4974 pb délétion commune) dans la région codante de l’ADNmt a été vraisemblablement nocive pour l’embryon et par conséquent éliminée pour assurer l’homoplasmie au début du développement embryonnaire.

The orphan nuclear receptor NR5A2 regulates peri-ovulatory events and their consequent luteinization in mice

Le récepteur nucléaire Nr5a2, également connu sous le nom de liver receptor homolog-1 (Lrh-1), est exprimé au niveau de l’ovaire chez la souris, exclusivement dans les cellules lutéales et de la granulosa. La perturbation de Nr5a2, spécifique aux cellules de la granulosa chez la souris à partir des follicules primaires dans la trajectoire du développement folliculaire a démontré que Nr5a2 est un régulateur clé de l’ovulation et de la fertilité chez la femelle. Notre hypothèse veut que Nr5a2 régule les évènements péri- et post-ovulatoires dans une séquence temporelle lors de la folliculogénèse. Afin d'étudier l’implication de Nr5a2 lors de l’ovulation et de la lutéinisation à différents stades du développement folliculaire, nous avons généré deux modèles de souris knockout spécifiques aux cellules de la granulosa pour Nr5a2: 1) Nr5a2Amhr2-/-, avec une réduction de Nr5a2 à partir des follicules primaires et subséquents; 2) Nr5a2Cyp19-/-, avec une réduction de Nr5a2 débutant au stade antral de développement en progressant. L’absence de Nr5a2 à partir des follicules antraux a résulté en une infertilité chez les femelles Nr5a2Cyp19-/-, de même qu’en des structures non-fonctionnelles similaires aux structures lutéales au niveau des ovaires, en une réduction des niveaux de progestérone synthétisée ainsi qu’en un échec dans le support d’une pseudo-gestation. La synthèse de progestérone a été entravée suite à l’absence de Nr5a2 par l’entremise d’une régulation à la baisse des gènes reliés au transport du cholestérol, Scarb1, StAR et Ldlr, démontré par qPCR. Les complexes cumulus-oocytes des femelles Nr5a2Cyp19-/- immatures super-stimulées ont subi une expansion in vivo, mais l’ovulation a été perturbée, possiblement par une régulation à la baisse du gène du récepteur de la progestérone (Pgr). Un essai d’expansion du cumulus in vitro a démontré une expansion défectueuse du cumulus chez les Nr5a2Amhr2-/-, associée à un dérèglement de la protéine des jonctions communicantes (Gja1; Cx43). Cependant, l’expansion du cumulus chez les Nr5a2Cyp19-/- n’a pas été autant affectée. Des résultats obtenus par qPCR ont démontré une régulation à la baisse dans l’expression des gènes Areg, Ereg, Btc et Tnfaip6 chez les deux modèles de cellules ovariennes knockout à 2h et 4h post hCG. Nous avons observé que 85% des oocytes, chez les deux génotypes mutants, peuvent subir une rupture de la vésicule germinative, confirmant leur capacité de maturation in vivo. La technique d’injection intra-cytoplasmique de spermatozoïdes a prouvé que les oocytes des deux génotypes mutants sont fertilisables et que 70% des embryons résultants ont poursuivi leur développement vers le stade de blastocyste, et ce, indépendamment du génotype. En conclusion, Nr5a2 régule la fertilité chez les femelles tout au long du processus du développement folliculaire. Il a été démontré que Nr5a2 est essentiel à la lutéinisation et que sa perturbation dans les cellules somatiques ovariennes ne compromet pas la capacité des oocytes à être fertilisés. En vue d’ensemble, nous avons fourni une investigation inédite et complète, utilisant de multiples modèles et techniques afin de déterminer les mécanismes par lesquels Nr5a2 régule les importants processus que sont l’expansion du cumulus, l’ovulation ainsi que la formation du corps jaune.

Production of Bovine Hand-Made Cloned Embryos by Zygote-Oocyte Cytoplasmic Hemi-complementation

The aim of this study was to evaluate the effect of the cytoplast type and activation process on development of cloned embryos. Bovine oocytes (MII) or zygotes at the one-cell stage (IVF) were manually bisected and segregated in MII or IVF hemi-cytoplasts or hemi-karyoplasts. Adult skin cells from a bovine female were used as nucleus donors (SC). Experimental groups were composed of IVF embryos; parthenogenetic embryos; handmade cloned (HMC) embryos; and reconstructed HMC embryos using IVF hemi-cytoplast + MII hemi-cytoplast + SC (G-I); IVF hemi-cytoplast + IVF hemi-cytoplast + SC (G-II); MII hemi-cytoplast + IVF hemi-karyoplast (G-III); and IVF hemi-cytoplast + IVF hemi-karyoplast (G-IV). Embryos from G-I to G-IV were allocated to subgroups as sperm-activated (SA) or were further chemically activated (SA + CA). Embryos from all groups and subgroups were in vitro cultured in the WOW system. Blastocyst development in subgroup G-I SA (28.2%) was similar to IVF (27.0%) and HMC (31.4%) controls, perhaps due to a to a more suitable activation process and/or better complementation of cytoplasmic reprogramming factors, with the other groups and subgroups having lower levels of development. No blastocyst development was observed when using IVF hemi-karyoplasts (G-III and G-IV), possibly due to the manipulation process during a sensitive biological period. In summary, the presence of cytoplasmic factors from MII hemi-oocytes and the sperm activation process from hemi-zygotes appear to be necessary for adequate in vitro development, as only the zygote-oocyte hemi-complementation was as efficient as controls for the generation of bovine cloned blastocysts.

A retrospective model of oocyte competence: global mRNA and housekeeping transcripts are not associated with in vitro developmental outcome

Oocyte developmental competence depends on maternal stores that support development throughout a transcriptionally silent period during early embryogenesis. Previous attempts to investigate transcripts associated with oocyte competence have relied on prospective models, which are mostly based on morphological. criteria. Using a retrospective model, we quantitatively compared mRNA among oocytes with different embryo development competence. A cytoplasm biopsy was removed from in vitro matured oocytes to perform comparative analysis of amounts of global polyadenylated (polyA) mRNA and housekeeping gene transcripts. After parthenogenetic activation of biopsied oocytes, presumptive zygotes were cultured individually in vitro and oocytes were classified according to embryo development: (i) blocked before the 8-cell stage; (ii) blocked between the 8-cell and morulae stages; or (iii) developed to the blastocyst stage. Sham-manipulated controls confirmed that biopsies did not alter development outcome. Total polyA mRNA amounts correlate with oocyte diameter but not with the ability to develop to the 8-cell and blastocyst stages. The last was also confirmed by relative quantification of GAPDH, H2A and Hprt1 transcripts. In conclusion, we describe a novel retrospective model to identify putative markers of development competence in single oocytes and demonstrate that global mRNA amounts at the metaphase II stage do not correlate with embryo development in vitro.