{"id":3576,"date":"2025-04-22T11:32:35","date_gmt":"2025-04-22T09:32:35","guid":{"rendered":"https:\/\/www.rumexperts.vet\/?post_type=training&p=3576"},"modified":"2025-04-22T11:33:05","modified_gmt":"2025-04-22T09:33:05","slug":"public-quels-developpements-pour-les-biotechnologies-de-la-reproduction","status":"publish","type":"training","link":"https:\/\/www.rumexperts.vet\/en\/training\/public-quels-developpements-pour-les-biotechnologies-de-la-reproduction","title":{"rendered":"PUBLIC-QUELS DEVELOPPEMENTS POUR LES BIOTECHNOLOGIES DE LA REPRODUCTION ?"},"content":{"rendered":"
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R\u00e9f\u00e9rence : Mikkola M. et al. Recent advancements to increase success in assisted reproductive technologies in cattle. Anim Reprod. 2024;21(3):e20240031. https:\/\/doi.org\/10.1590\/1984-3143-AR2024-0031<\/a><\/span><\/div>\n<\/div>\n
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LES BIOTECHNOLOGIES DU SPERME<\/h4>\n<\/div>\n
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L\u2019\u00e9valuation du potentiel de reproduction des taureaux se base classiquement sur la mesure du p\u00e9rim\u00e8tre scrotal, de sa libido et des caract\u00e9ristiques du sperme. Le recours au machine learning permettrait d\u2019augmenter la pr\u00e9csion de l\u2019analyse du sperme. Le recours aux cam\u00e9ras 3D et au deep learning augmenterait la qualit\u00e9 de la mesure du p\u00e9rim\u00e8tre scrotal.<\/div>\n
La cong\u00e9lation\/d\u00e9congelation du sperme alt\u00e8re la membrane plasmique, l\u2019int\u00e9grit\u00e9 de l\u2019acrosome et augmente la production d\u2019esp\u00e8ces r\u00e9actives de l\u2019oxyg\u00e8ne (ROS). L\u2019addition d\u2019antioxydant au dilueur fait l\u2019objet de recherches tout comme l\u2019identification de biomarqueurs de la sensibilit\u00e9 \u00e0 la cong\u00e9lation qui pr\u00e9sente une grande variabilit\u00e9 individuelle.<\/div>\n
La qualit\u00e9 du sperme est de plus en plus syst\u00e9matiquement analys\u00e9e au moyen du syst\u00e8me CASA (CASA : Computer assisted sperm analysis). Les r\u00e9sultats peuvent d\u00e9pendre du syst\u00e8me utilis\u00e9. La s\u00e9lection de spermatozo\u00efdes plus \u00ab fertiles \u00bb peut dans un second temps \u00eatre r\u00e9alis\u00e9e par centrifugation et coupl\u00e9e \u00e0 leur sexage. Cette proc\u00e9dure n\u2019a pas encore fait l\u2019objet d\u2019\u00e9valutaions sur le terrain.<\/div>\n
Les techniques dites omiques (transcriptomique, m\u00e9tabolomique, prot\u00e9omiques) sont de plus en plus fr\u00e9quemment appliqu\u00e9es \u00e0 l\u2019examen du sperme. Elles n\u2019ont pas encore permis d\u2019identifier un marqueur biologique de la fertilit\u00e9 du sperme. R\u00e9cemment une m\u00e9thode spectroscopique dans le moyen infra rouge a \u00e9t\u00e9 propos\u00e9e. Elle permettrait de conditionner du sperme pr\u00e9sentant une plus grande fertilit\u00e9 (Fertimax\u00a9).<\/div>\n
Une gestion plus souple du moment de l\u2019ins\u00e9mination peut s\u2019envisager si le sperme est avant sa cong\u00e9lation encapsul\u00e9 dans de l\u2019alginate, une substance \u00e0 base d\u2019algue qui immobilise les spermatozo\u00efdes et en permet la lib\u00e9ration contr\u00f4l\u00e9e et prolong\u00e9e. Le recours \u00e0 ce sperme appel\u00e9 c n\u2019entra\u00eene au contraire aucune r\u00e9duction de la fertilit\u00e9.<\/div>\n
Le sexage du sperme se base actuellement sur l\u2019identification par fluorescence de la diff\u00e9rence de contenu en ADN des spermatozo\u00efdes X et Y (l\u2019X renferme 3,8 % plus d\u2019ADN de plus que l\u2019Y). Au Royaume Uni, en 2023, le serme sex\u00e9 repr\u00e9sentait 75 % des ventes de sperme en \u00e9levage laitier. Le sperme sex\u00e9 s\u2019accompagne d\u2019une r\u00e9duction moyenne de 23 % du pourcentage de gestation. Il est vraisemblable qu\u2019\u00e0 l\u2019avenir la prot\u00e9omique et les nanotechnologies offriront des m\u00e9thodes alternatives de sexage du sperme.<\/div>\n
L’ins\u00e9mination h\u00e9t\u00e9rospermique consiste \u00e0 utiliser du sperme provenant de 2 \u00e0 3 taureaux diff\u00e9rents. Les effets d\u2019une telle pratique restent \u00e0 \u00e9valuer sur le terrain.<\/div>\n
Le recours \u00e0 du sperme liquide (c\u2019est-\u00e0-dire non congel\u00e9) est davantage r\u00e9pandu en Nouvelle-Z\u00e9lande et en Irlande, pays o\u00f9 la reproduction est bien plus saisonni\u00e8re. Il offre la possibilit\u00e9 d\u2019utiliser plus rapidement apr\u00e8s la naissance et durant 1 \u00e0 6 jours les jeunes taureaux dont on sait que le volume d\u2019\u00e9jaculat est moindre que chez les taureaux plus \u00e2g\u00e9s. L\u2019utilisation de 2 \u00e0 10 millions de spermatozo\u00efdes par paillette permettrait d\u2019optimiser le volume de l\u2019\u00e9jaculat. Ce faisant, l\u2019intervalle entre g\u00e9n\u00e9rations se trouverait raccourci et le sperme moins expos\u00e9 aux effets n\u00e9gatifs de la cong\u00e9lation.<\/div>\n<\/div>\n
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LES BIOTECHNOLOGIES DE L’EMBRYON<\/h4>\n<\/div>\n
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La s\u00e9lection des femelles donneuses d\u2019embryons obtenus in vivo par un traitement de superovulation ou in vitro par le pr\u00e9l\u00e8vement des COCs (OPU) peut \u00eatre am\u00e9lior\u00e9e par (1) le d\u00e9nombrement \u00e9chographique des petits follicules cavitaires (AFC : Antral Follicular Count) et (2) le dosage de l\u2019hormone anti Mull\u00e9rienne (AMH : AntiMullerian Hormone) dont la concentration est proportionnelle au nombre de follicules cavitaires. L\u2019\u00e9valuation de l\u2019AMH peut s\u2019envisager entre la naissance et le sevrage. Il est vrai cependant que les concentrations observ\u00e9es sont tr\u00e8s variables entre les individus et d\u00e9pendant de l\u2019esp\u00e8ce. Elles sont plus \u00e9lev\u00e9es chez Bos indicus que chez Bos taurus \u00e0 viande et que chez Bos taurus laiti\u00e8re. D\u2019autres facteurs sont de nature \u00e0 r\u00e9duire la concentration de l\u2019AMH et le nombre de follicules cavitaires chez ladescendance des femelles concern\u00e9es : une restriction alimentaire pendant le 1er tiers de gestation, une croissance excessive de la g\u00e9nisse avant sa prem\u00e8re ins\u00e9mination, une augmentation de la production laiti\u00e8re et des cellules somatiques, le stress thermique\u2026<\/div>\n
Une r\u00e9duction de l\u2019intervalle entre g\u00e9n\u00e9rations peut \u00eatre obtenue si le pr\u00e9l\u00e8vement des COCs est assur\u00e9 par laparoscopie sur des animaux pr\u00e9pub\u00e8res. Cette m\u00e9thode implique cependant une am\u00e9lioration des protocoles hormonaux susceptibles d\u2019assurer un d\u00e9veloppement optimal des follicules et pose en Europe tout au moins le probl\u00e8me du bien-\u00eatre des animaux pr\u00e9lev\u00e9s.<\/div>\n
Une m\u00e9thode alternative visant \u00e0 r\u00e9duire l\u2019intervalle entre g\u00e9n\u00e9rations est de combiner la s\u00e9lection g\u00e9nomique et la production d\u2019embryons \u00e0 partir de cellules souches pluri-potentes (blasto\u00efdes ou pseudo-embryons) embryonnaires.<\/div>\n
Le pr\u00e9l\u00e8vement des COCs par OPU (80 % des embryons transf\u00e9r\u00e9s en 2022 ont \u00e9t\u00e9 produits in vitro) est pr\u00e9c\u00e9d\u00e9 dans 90 (Europe) et 70 % (USA) des cas d\u2019un traitement hormonal de stimulation de la croissance folliculaire. Ce traitement consiste en l\u2019injection de la FSH porcine (p-FSH) ou d\u2019une FSH recombinante (r-FSH) qui offre le double avantage d\u2019offrir une plus grande bios\u00e9curit\u00e9 (moins de prot\u00e9nes inject\u00e9es) et d\u2019avoir une plus grande demi-vie (moins d\u2019injections \u00e0 r\u00e9aliser). L\u2019eCG constitue une alternative mais pose le probl\u00e8me du bien-\u00eatre des juments gestantes prelev\u00e9es. L\u2019augmentation du nombre d\u2019ovocytes comp\u00e9tents \u00e0 la fin de la phase de maturation in vitro implique une adaptation du protocole de stimulation (m\u00e9thode du coasting), l\u2019utilisation \u00e9ventuelle d\u2019agents inhibiteurs de la meiose voir le recours \u00e0 des syst\u00e8mes de culture des ovocytes qui miment advantage le milieu de l\u2019oviducte (microfluidic chip system).<\/div>\n
Il est \u00e9galement important d\u2019am\u00e9liorer la m\u00e9thode de s\u00e9lection des embryons transf\u00e9rables. Classiquement cette selection s\u2019op\u00e9r\u00e9 sur base de criti\u00e8res morphologiques d\u00e9finis par l\u2019International Embryo Technology Society (IETS). L\u2019imagerie de type time-lapse permet d\u2019enregistrer le moment de la premi\u00e8re division cellulaire et le nombre de blastom\u00e8res. La m\u00e9thode a ses limites. Le recours \u00e0 l\u2019autofluorescence et \u00e0 la microscopie hyperspectrale permet d\u2019\u00e9valuer certains composants m\u00e9taboliques de l\u2019embryon tels le NADH (nicotinamide adenine dinucleotide). Le recours \u00e0 la tomographie optique (Optical coherence tomography : OCT) devrait permettre de mieux \u00e9valuer le volume du bouton embryonnaire (Inner Cell Mass : ICM) et l\u2019\u00e9paisseur du trophectoderme. L\u2019analyse du g\u00e9nome, transcriptome, \u00e9pigenome, prot\u00e9ome et m\u00e9tabolome de l\u2019embryon devra permettre \u00e0 l\u2019avenir d\u2019identifier les biomarqueurs repr\u00e9sentatifs de la qualit\u00e9 d\u2019un embryon \u00e0 transf\u00e9rer.<\/div>\n
Classiquement, la cong\u00e9lation lente ou par vitrification des embryons (en 2022, 44 % des embryons transf\u00e9r\u00e9s \u00e9taient congel\u00e9s) en diminue le pourcentage de gestation. La vitrification requiert l\u2019utilisation d\u2019une concentration \u00e9lev\u00e9e d\u2019agents cryoprotecteurs qui lors de la d\u00e9cong\u00e9lation devront \u00eatre enlev\u00e9s par passage de l\u2019embryon dans diff\u00e9rents bains. R\u00e9cemment, une m\u00e9thode alternative a \u00e9t\u00e9 propos\u00e9e pour \u00e9viter ces manipulations et permettre un transfert direct. Elle m\u00e9riterait d\u2019\u00eatre \u00e9valu\u00e9e. Une am\u00e9lioration de la vitrification pourrait \u00eatre obtenue par le recours \u00e0 d\u2019autres agents cryoprotecteurs tels des nanoparticules de graph\u00e8ne ou d\u2019or. La m\u00e9thode doit encore \u00eatre test\u00e9e sur les embryons bovins. La cong\u00e9lation lente est plus pratique pour le transfert de l\u2019embryon. La vitrification prot\u00e8ge davantage les premiers stades de d\u00e9veloppement de l\u2019embryon que la cong\u00e9lation lente mais une m\u00e9ta-analyse a d\u00e9montr\u00e9 l\u2019obtention de pourcentages de gestation comparables apr\u00e8s le transfert (Arshad et al. Cryobiology 2021). Il est int\u00e9ressant de noter que le taureau pourrait \u00e9galement influencer la capacit\u00e9 des embryons \u00e0 \u00eatre congel\u00e9. Les % de gestation sont compris selon les taureaux entre 28.3 to 52.5% pour les embryons frais et entre 7.7 et 61.6% pour les embryons congel\u00e9s.<\/div>\n
L\u2019intelligence artificielle (Machine learning et Deep Learning) a \u00e9galement des applications dans le domaine des biotechnologies de la reproduction. Elle serait capable d\u2019analyser les images enregistr\u00e9es lors du d\u00e9veloppement de l\u2019embryon et d\u2019en \u00e9valuer la qualit\u00e9. Elle trouve \u00e9galement une application dans l\u2019analyse des images capt\u00e9es par une cam\u00e9ra 3D utilis\u00e9 pour \u00e9valuer la cironf\u00e9rence et le volume scrotal. Son utilisation implique n\u00e9anmoins de pouvoir disposer d\u2019un nombre suffisant de donn\u00e9es et d\u2019\u00e9valuer sur le terrain les r\u00e9sultats propos\u00e9s par le ML.<\/div>\n<\/div>\n<\/div>
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