Mycobacterium avium ssp. paratuberculosis: its incidence, heat resistance and detection in milk and dairy products

Mycobacterium avium ssp. paratuberculosis (MAP) causes Johne's disease in cattle and other ruminants and has been implicated as a possible cause of Crohn's disease in humans. The organism gains access to raw milk directly through excretion into the milk within the udder and indirectly through faecal contamination during milking. MAP has been shown to survive commercial pasteurization in naturally infected milk, even at the extended holding time of 25 s. Pasteurized milk must therefore be considered a vehicle of transmission of MAP to humans. isolation methods for MAP from milk are problematical, chiefly because of the absence of a suitable selective medium. This makes food surveillance programs and research on this topic difficult. The MAP problem can be addressed in two main ways: by devising a milk-processing strategy that ensures the death of the organism: and/or strategies at farm level to prevent access of the organism into raw milk. Much of the research to date has been devoted to determining ifa problem exists and, if so, the extent of the problem. Little has been directed at possible solutions. Given the current state of information on this topic and the potential consequences for the dairy industry research is urgently needed so that a better understanding of the risks and the efficacy of possible processing solutions can be determined.

Effect of growth-promoting 17ß estradiol, 19 nortestosterone and dexamethasone on circulating levels of nine potential biomarker candidates in veal calves

The use of screening methods based on the detection of biological effects of growth promoters is a promising approach to assist residue monitoring. To reveal useful effects on protein metabolism, male and female veal calves at 10 weeks of age were treated thrice with a combination of 25 mg 17ß-estradiol 3-benzoate and 150 mg 19-nortestosterone decanoate with 2 weeks intervals and finally once with 4 mg dexamethasone. Hormone-treated calves showed a significant accelerated growth rate over 6 weeks. Plasma samples of treated and control calves were analysed for immunoreactive inhibin (ir-inhibin), osteocalcin, insulin-like growth factor 1 (IGF-1), insulin-like growth factor-binding protein 2 (IGFBP-2), IGFBP-3, luteinzing hormone (LH), follicle-stimulating hormone (FSH) and prolactin using immunoaffinity assays. Hormone treatment did not affect levels of IGF-1, IGFBP-2, IGFBP-3, LH, FSH and prolactin. The concentration of circulating ir-inhibin decreased, however, significantly (P < 0.05) in bull calves upon administration of the sex steroids, whereas it remained unchanged in the female animals. Dexamethasone treatment decreased significantly (P < 0.05) circulating levels of osteocalcin in both female and male animals. Ir-inhibin and osteocalcin were, therefore, considered as candidates for a protein biomarker-based screening assay for detection of abuse of estrogens, androgens and/or glucocorticoids in cattle fattening, which is being developed in the framework of EU research project BioCop

Potential Rôle of Hares in the Spread of Liver Fluke in the Netherlands.

Hares (Lepus europeanus) sharing pasture with cattle from six locations in the Netherlands were examined for the presence of liver fluke (Fasciola hepatica) and shown to have prevalences of infection ranging from zero to 41%. The mitochondrial haplotypes of liver flukes present in the hare populations were determined and compared with those found in cattle from a farm where triclabendazole resistance has been reported. Phylogenetic analysis indicated that the flukes present in the hares belonged to the same clades as those present in the cattle. A consideration of the life cycle of the liver fluke and the seasonal breeding pattern and ecology of hares supports the suggestion that hares may act as a refugia for liver fluke and as a vector for the spread of drug-resistant genotypes.

DETERMINATION OF THE CONCENTRATIONS OF THE STEROIDS ESTRADIOL, PROGESTERONE AND TESTOSTERONE IN BOVINE SERA - COMPARISON OF COMMERCIAL DISSOCIATION ENHANCED LANTHANIDE FLUORESCENCE IMMUNOASSAY KITS WITH CONVENTIONAL RADIO AND ENZYME IMMUNOASSAYS

The performance of three conventional enzyme and radioimmunoassays routinely used to detect residues of anabolic steroids in cattle sera were compared with dissociation enhanced lanthanide fluorescence immunoassay (DELFIA) kits designed for the hospital market. Slight modifications to the kit reagents were required for the analysis of bovine sera. Owing to the large sample volumes used in conventional assays, detection limits were generally better than those obtained with DELFIA kits, however, assay reproducibility was enhanced using the DELFIA technology. Comparison of sera obtained from cattle implanted with anabolic steroids revealed a good correlation between alternate methods (r(2) from 0.91 to 0.97). The DELFIA kits offer a faster method for measuring estradiol, progesterone and testosterone with adequate sensitivity and in a safer environment than that encountered using radioimmunoassays.

LIQUID-CHROMATOGRAPHY THERMOSPRAY MASS-SPECTROMETRIC ASSAY FOR TRENBOLONE IN BOVINE BILE AND FECES

A liquid chromatography-thermospray mass spectrometric assay was developed and validated to confirm the presence of illegal residues of the synthetic androgenic growth promoter, trenbolone acetate, in cattle. The assay was specific for 17alpha-trenbolone, the major bovine metabolite of trenbolone acetate. Methods were developed for the determination of 17alpha-trenbolone in both bile and faeces, the most appropriate matrices for the control of trenbolone acetate abuse. The clean-up.procedure developed relied on enzymatic hydrolysis, followed by sequential liquid-liquid and liquid-solid extraction. The extracts were then subjected to immunoaffinity chromatography. 17alpha-Trenbolone was detected by selected ion monitoring at m/z 271 using positive ion thermospray ionisation. The limit of detection was approximately 0.5 ng/g in faeces and 0.5 ng/ml in bile.

Anthelmintic drug residues in beef: UPLC-MS/MS method validation, European retail beef survey, and associated exposure and risk assessments

Anthelmintic drugs are widely used to control parasitic infections in cattle. The ProSafeBeef project addressed the need for data on the exposure of European consumers of beef to potentially harmful drug residues. A novel analytical method based on matrix solid-phase dispersive extraction and ultra-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry was validated for 37 anthelmintic drugs and metabolites in muscle (assay decision limits, CCa, = 0.15-10.2 µg kg -1). Seven European countries (France, Spain, Slovenia, Ireland, Italy, Belgium and Portugal) participated in a survey of retail beef purchased in local shops. Of 1061 beef samples analysed, 26 (2.45%) contained detectable residues of anthelmintic drugs (0.2-171 µg kg -1), none above its European Union maximum residue limit (MRL) or action level. Residues detected included closantel, levamisole, doramectin, eprinomectin, moxidectin, ivermectin, albendazole and rafoxanide. In a risk assessment applied to mean residue concentrations across all samples, observed residues accounted for less than 0.1% of the MRL for each compound. An exposure assessment based on the consumption of meat at the 99th percentile of consumption of adults in 14 European countries demonstrated that beef accounted for less than 0.02% of the acceptable daily intake for each compound in each country. This study is the first of its kind to apply such a risk-based approach to an extensive multi-residue survey of veterinary drug residues in food. It has demonstrated that the risk of exposure of the European consumer to anthelmintic drug residues in beef is negligible, indicating that regulation and monitoring is having the desired effect of limiting residues to non-hazardous concentrations. © 2012 Copyright Taylor and Francis Group, LLC.

Improved Detection of Mycobacterium bovis Infection in Bovine Lymph Node Tissue Using Immunomagnetic Separation (IMS)-Based Methods

Immunomagnetic separation (IMS) can selectively isolate and concentrate Mycobacterium bovis cells from lymph node tissue to facilitate subsequent detection by PCR (IMS-PCR) or culture (IMS-MGIT). This study describes application of these novel IMS-based methods to test for M. bovis in a survey of 280 bovine lymph nodes (206 visibly lesioned (VL), 74 non-visibly lesioned (NVL)) collected at slaughter as part of the Northern Ireland bovine TB eradication programme. Their performance was evaluated relative to culture. Overall, 174 (62.1%) lymph node samples tested positive by culture, 162 (57.8%) by IMS-PCR (targeting IS6110), and 196 (70.0%) by IMS-MGIT culture. Twelve (6.9%) of the 174 culture positive lymph node samples were not detected by either of the IMS-based methods. However, an additional 78 M. bovis positive lymph node samples (26 (12.6%) VL and 54 (73.0%) NVL) were detected by the IMS-based methods and not by culture. When low numbers of viable M. bovis are present in lymph nodes (e.g. in NVLs of skin test reactor cattle) decontamination prior to culture may adversely affect viability, leading to false negative culture results. In contrast, IMS specifically captures whole M. bovis cells (live, dead or potentially dormant) which are not subject to any deleterious treatment before detection by PCR or MGIT culture. During this study only 2.7% of NVL lymph nodes tested culture positive, whereas 73% of the same samples tested M. bovis positive by the IMS-based tests. Results clearly demonstrate that not only are the IMS-based methods more rapid but they have greater detection sensitivity than the culture approach currently used for the detection of M. bovis infection in cattle.. Adoption of the IMS-based methods for lymph node testing would have the potential to improve M. bovis detection in clinical samples.

Malaria and tuberculosis co-infection:role for hemozoin immunosuppression?

Tese de doutoramento, Ciências Biomédicas (Microbiologia e Parasitologia), Universidade de Lisboa, Faculdade de Medicina, 2014

Human factors required for mycobacterium tuberculosis macrophage infection

Tese de doutoramento, Farmácia (Biologia Celular e Molecular), Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2014

Infeção por Mycobacterium Tuberculosis em profissionais de saúde : metodologia de avaliação do risco e sua aplicação num hospital central

RESUMO - A Tuberculose surge, de acordo com o último relatório da Organização Mundial da Saúde, como a segunda principal causa de morte em todo o mundo, de entre as doenças infeciosas. Em 2012, 1.3 milhões de pessoas morreram devido a esta patologia e surgiram 8.6 milhões de novos casos. De entre os grupos de risco de infeção, surgem os profissionais de saúde. A dificuldade no diagnóstico da Tuberculose, o contacto próximo com os pacientes, as medidas de controlo de infeção por vezes inadequadas são algumas das razões que explicam o risco mais elevado de contrair Tuberculose no local de trabalho. Esta Dissertação de Mestrado pretende estabelecer uma nova classificação de risco de infeção por M. tuberculosis em estabelecimentos de saúde, com vista a promover a saúde destes profissionais, inovadora nos critérios de avaliação das medidas de controlo de infeção e de análise dos casos de exposição não protegida a Tuberculose ativa. Esta metodologia de avaliação foi o resultado de uma revisão bibliográfica sobre a temática, tendo sido aplicada num hospital para verificar a sua adequabilidade e mais-valia.

Transmission dynamics and tuberculosis control among HIV/AIDS patients

Introduction: Les efforts globaux pour contrôler la tuberculose sont présentement restreints par la prévalence croissante du VIH/SIDA. Quoique les éclosions de la tuberculose multi résistante (TB-MDR) soient fréquemment rapportées parmi les populations atteintes du SIDA, le lien entre VIH/SIDA et le développement de résistance n’est pas clair. Objectifs: Cette recherche visait à : (1) développer une base de connaissances concernant les facteurs associés à des éclosions de la TB-MDR parmi les patients atteints du VIH/SIDA; (2) utiliser ce cadre de connaissances pour accroître des mesures préliminaires pour mieux contrôler la tuberculose pulmonaire chez les patients atteints du VIH/SIDA; et (3) afin d’améliorer l’application des ces mesures, affiner les techniques bactériologiques existantes pour Mycobacterium tuberculosis. Méthodologie: Quatre études ont été réalisées : (1) Une étude longitudinale pour identifier les facteurs associés avec une éclosion de la TB-MDR parmi les patients atteints du SIDA qui ont reçu le traitement directement supervisé de courte durée (DOTS) pour la tuberculose pulmonaire au Lima et au Pérou entre 1999 et 2005; (2) Une étude transversale pour décrire différentes étapes de l’histoire naturelle de la tuberculose, la prévalence et les facteurs associés avec la mycobactérie qu’on retrouve dans les selles des patients atteints du SIDA; (3) Un projet pilote pour développer des stratégies de dépistage pour la tuberculose pulmonaire parmi les patients hospitalisés atteints du SIDA, en utilisant l’essaie Microscopic Observation Drug Susceptibility (MODS); et (4) Une étude laboratoire pour identifier les meilleures concentrations critiques pour détecter les souches MDR de M. tuberculosis en utilisant l’essaie MODS. Résultats : Étude 1 démontre qu’une épidémie de TB-MDR parmi les patients atteints du SIDA qui ont reçu DOTS pour la tuberculose pulmonaire ait été causée par la superinfection du clone de M. tuberculosis plutôt que le développement de la résistance secondaire. Bien que ce clone ait été plus commun parmi la cohorte de patients atteints du SIDA, il n’avait aucune différence de risque pour superinfection entre les patients avec ou sans SIDA. Ces résultats suggèrent qu’un autre facteur, possiblement associé à la diarrhée, peu contribuer à la prévalence élevée de ce clone chez les patients atteints du SIDA. Étude 2 suggère que chez la plupart des patients atteints du SIDA il a été retrouvé une mycobactérie dans leurs selles alors qu’ils étaient en phase terminale au niveau de la tuberculose pulmonaire. Or, les patients atteints du SIDA ayant été hospitalisés pendant les deux dernières années pour une autre condition médicale sont moins à risque de se retrouver avec une mycobactérie dans leurs selles. Étude 3 confirme que la tuberculose pulmonaire a été commune à tous les patients hospitalisés atteints du SIDA, mais diagnostiquée incorrectement en utilisant les critères cliniques présentement recommandés pour la tuberculose. Or, l’essaie MODS a détecté pour la plupart de ces cas. De plus, MODS a été également efficace quand la méthode a été dirigée aux patients soupçonnés d’avoir la tuberculose, à cause de leurs symptômes. Étude 4 démontre les difficultés de détecter les souches de M. tuberculosis avec une faible résistance contre ethambutol et streptomycine en utilisant l’essai MODS avec les concentrations de drogue présentement recommandées pour un milieu de culture. Cependant, l’utilité diagnostique de MODS peut être améliorée ; modifier les concentrations critiques et utiliser deux plaques et non une, pour des tests réguliers. Conclusion: Nos études soulèvent la nécessité d’améliorer le diagnostic et le traitement de la tuberculose parmi les patients atteints du SIDA, en particulier ceux qui vivent dans des régions avec moins de ressources. Par ailleurs, nos résultats font ressortir les effets indirects que les soins de santé ont sur les patients infectés par le VIH et qu’ils peuvent avoir sur le développement de la tuberculose.

Expression of steroidogenic proteins and genes in bovine placenta from conventional and somatic cell nuclear transfer (SCNT) gestations

Pendant la grossesse, les hormones stéroïdes jouent un rôle indispensable dans la régulation des principales manifestations physiologiques telles que la reconnaissance maternelle de la gestation, la réceptivité de l'endomètre, le début du développement embryonnaire ainsi que le maintien de la gestation. Cependant, on sait très peu sur la production de ces hormones et les principaux facteurs des voies intracellulaires impliqués dans le processus de stéroïdogenèse dans le placenta bovin pendant les stades initiaux et plus avancés de la gestation. Par ailleurs, certaines anomalies du placenta chez les bovins suite à une mauvaise production de stéroïdes n'ont pas encore été démontrées. Les objectifs de cette thèse étaient donc de : 1) déterminer la présence et la localisation des principales protéines stéroïdiennes dans le placenta de bovins provenant de gestations de 50 à 120 jours, 2) comparer l'expression placentaire d'une série de gènes et de protéines stéroïdiennes entre une gestation impliquant un transfert de noyaux de cellules somatiques (SCNT) et une gestation non-clonale; 3) étudier l'impact des hormones trophiques et des seconds messagers sur la stéroïdogenèse dans le placenta bovin à 140 +10 jours de gestation. L’utilisation de techniques d’immunohistochimie, d’immunobuvardage et de PCR quantitatif nous a permis d’évaluer la présence d'un large éventail de gènes stéroïdiens (STAR, CYP11A1, HSD3B1, CYP17A1 et SCARB1) qui participent au transport du cholestérol et dans la production de différents types de stéroïdes. Dans cette thèse, nous avons démontré la capacité du placenta bovin d’initier la stéroïdogenèse au début de la gestation et nous avons également déterminé les principales cellules impliquées dans ce processus. Nous avons constaté que les tissus maternels expriment les principaux marqueurs de stéroïdogenèse suggérant une plus grande capacité stéroïdogénique que les tissus fœtaux. En outre, un modèle d'expression des protéines complémentaires stéroïdogéniques entre la caroncule et le cotylédon a été observé, indiquant que la stéroïdogenèse placentaire exige une communication cellule à cellule entre les cellules de la mère et du fœtus. Après avoir démontré les principales cellules impliquées dans la synthèse des hormones stéroïdiennes dans le placenta bovin en début de gestation, nous avons ensuite étudié les modifications possibles de la stéroïdogenèse dans les tissus SCNT cotylédonaires à 40 jours de gestation. Nous avons identifié d'importantes modifications dans l'expression des gènes STAR, CYP11A1, HSD3B1, CYP17A1, et SULT1E1. Conséquemment, nous postulons que l'expression réduite des gènes stéroïdiens peut provoquer une insuffisance de la biosynthèse des hormones stéroïdiennes, ce qui pourrait contribuer à un développement anormal du placenta et du fœtus dans les gestations SCNT à court ou long terme. Finalement, nous avons développé un modèle efficace de culture d’explants de placentome qui nous a permis d'explorer les mécanismes sous-jacents spécifiques à la stéroïdogenèse placentaire. Nous avons exploré l'effet stimulant des hormones trophiques et différents messagers secondaires sur l'expression de différentes protéines stéroïdogéniques ainsi que le taux de progestérone (P4) dans les explants de placentome. En utilisant les techniques de RIA et de PCR quantitatif, nous avons constaté que même si les analogues de l'hormone lutéinisante (hCG) ont un effet stimulant sur plusieurs gènes stéroïdiens, le calcium ionophore est le principal modulateur dans la synthèse de la P4. Ces résultats suggèrent que dans le placenta bovin, la synthèse de la P4 est modulée principalement par l'afflux de calcium intracellulaire, et apparemment les nucléotides cycliques ne semblent pas contrôler ce processus. En conclusion, cette étude contribue de manière significative à une meilleure compréhension des mécanismes d'entraînement de la synthèse des stéroïdes placentaires au début de la gestation et permet aussi d’apporter de nouveaux éclairages sur l'importance des stéroïdes placentaires dans la régulation du développement du placenta et du fœtus.

Morphological and functional characterization of placenta during gestation in bovine clones derived by somatic nuclear transfer

La technique de clonage par transfert nucléaire de cellules somatiques (SCNT) présente une page importante dans les annales scientifiques, mais son application pratique demeure incertaine dû à son faible taux de succès. Les anomalies placentaires et de développement fœtal se traduisent par des pertes importantes de gestation et des mortalités néonatales. Dans un premier temps, la présente étude a caractérisé les changements morphologiques des membranes fœtales durant la gestation clonée en les comparant à des gestations contrôles obtenues à partir de l’insémination artificielle. Les différentes anomalies morphologiques des placentomes telles que l’œdème chorioallantoique, la présence de zones hyperéchoiques et irrégulières dans la membrane amniotique et la présence de cellules inflammatoires dégénérées compromettent le développement fœtal normal de la gestation clonée. L’examen ultrasonographique représente une technique diagnostique importante pour faire le suivi d’une gestation et de caractériser les changements placentaires dans le cadre d’évaluation globale du bien-être fœtal. Le profil hormonal de trois stéroïdes (progestérone (P4), estrone sulfate (E1S), et œstradiol (E2)) et de la protéine B spécifique de gestation (PSPB) dans le sérum des vaches porteuses de clones SCNT a été déterminé et associé aux anomalies de gestations clonées. Une diminution de la P4 sérique au jour 80, une élévation du niveau de la concentration de la PSPB au jour 150, et une augmentation de la concentration d’E2 sérique durant le deuxième et troisième tiers de la gestation clonée coïncident avec les anomalies de gestation déjà reportées. Ces changements du profil hormonal associés aux anomalies phénotypiques du placenta compromettent le déroulement normal de la gestation clonée et gênent le développement et le bien-être fœtal. Sur la base des observations faites sur le placenta de gestation clonée, le mécanisme moléculaire pouvant expliquer la disparition de l’épithélium du placenta (l’interface entre le tissue maternel et le placenta) a été étudié. L’étude a identifié des changements dans l’expression de deux protéines d’adhérence (E-cadhérin et β-catenin) de cellules épithéliales pouvant être associées aux anomalies du placenta chez les gestations clonées. Le tissu de cotylédons provenant de gestations clonées et contrôles a été analysé par Western blot, RT-PCR quantitatif, et par immunohistochimie. Les résultats présentaient une diminution significative (p<0.05) de l’expression des dites protéines dans les cellules trophoblastiques chez les gestations clonées. Le RT-PCR quantitatif démontrait que les gènes CCND1, CLDN1 et MSX1 ciblés par la voie de signalisation de la Wnt/β-catenin étaient significativement sous exprimés. La diminution de l’expression des protéines E-cadherin et β-catenin avec une réduction de l’activation de la protéine β-catenin durant le période d’attachement de l’embryon peut potentiellement expliquer l’absence totale ou partielle de l’attachement des membranes fœtales au tissu maternel et éventuellement, l’insuffisance placentaire caractéristique des gestations clonées chez la vache. La caractérisation morphologique et fonctionnelle du placenta durant les gestations clonées à haut risque est essentielle pour évaluer le statut de la gestation. Les résultats de la présente étude permettront de prédire le développement et le bien-être fœtal de façon critique à travers un protocole standardisé et permettre des interventions médicales pour améliorer le taux de succès des gestations clonées chez les bovins.

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 involvement of nitric oxide in bovine follicular development and ovulation

Comprendre les événements paracriniens qui régulent la fertilité chez la vache est nécessaire non seulement en raison de l'importance agricole de cette espèce, mais aussi pour son utilisation potentielle comme modèle chez l’humain. L'oxyde nitrique (NO), un gaz de radicaux libres, a été impliqué dans la croissance folliculaire et l'ovulation chez les rongeurs et d'autres espèces, mais chez la vache c’est une énigme fascinante : le NO est produit par les cellules de la granulosa bovine et est régulé par la FSH, mais la présence et le profil d'expression des enzymes responsables de la synthèse de NO (NOS) dans les cellules de la granulosa tout au long de la croissance folliculaire ne sont pas claires. Les objectifs de cette thèse sont: (1) élucider le mécanisme de contrôle des NOS et les conséquences de la production d'oxyde nitrique pour le fonctionnement des cellules de la granulosa au cours du développement folliculaire chez la vache et (2) déterminer la régulation des NOS pendant la cascade ovulatoire induite par LH chez les cellules de la granulosa bovine et si l'activité des NOS pour l’expression des gènes critiques dans la cascade ovulatoire chez cette espèce. Les résultats sont séparés en 2 articles. Dans le premier article, la régulation de NOS2 dans les cellules de la granulosa bovine a été explorée. L'abondance des ARNm codant pour NOS2 a été stimulée par la FSH et l’IGF1 en augmentant l’estradiol, et un blocage de l'action de l’estradiol a conséquemment réduit les niveaux d'ARNm codant pour NOS2. De plus, l'inhibition de l'activité des NOS a augmenté l'apoptose dans les cellules de la granulosa in vitro. Dans le second article, il a été démontré que le pic de LH induit une activation des NOS dans les cellules de la granulosa, et que l'activité de NOS induit la production de NO, ce qui est essentiel pour l’expression des gènes critiques dans la cascade ovulatoire induite par LH comme EREG/AREG/PTGS2. Ensemble, les résultats présentés dans ces 2 articles suggèrent que les niveaux physiologiques d'activité des NOS peuvent contribuer à la croissance et la survie des cellules de la granulosa et indiquent également que NO peut être essentiel pour l'ovulation chez les bovins.