Regulation of early cleavage kinetics and embryonic genome activation by bovine oviductal epithelial cells in vitro

absen

Transcriptome analysis of scarce biological material: a pragmatic approach to increase differential screening performance

National audienc

Caractérisation par transcriptomique de cellules blastocytaires cultivées et transduites in vitro en vue de l'établissement de lignées de cellules souches embryonnaires (ES)

National audienc

Définition des états de pluripotence in vivo dans l’embryon préimplantatoirede lapin

National audienceChez le lapin, différentes lignées de cellules souches pluripotentes (PSC) sont accessibles à différents niveaux de pluripotence. De plus, les cellules embryonnaires pluripotentes de lapin sont facilement accessibles du fait de l’implantation tardive chez le lapin et du grand nombre d’embryons produits par lapine. Enfin, le lapin est proche phylogénétiquement des rongeurs et des primates et son développement embryonnaire présente peu de particularités par rapport aux autres mammifères étudiés. Cependant, les différents processus régulant la pluripotence au cours du développement embryonnaire pré-implantatoire du lapin sont relativement peu connus par rapport à ceux de la souris et des primates.C’est pourquoi nous avons réalisé différentes analyses transcriptomiques sur l’embryon pré-implantatoire de lapin, complétées par des analyses moléculaires sur le métabolisme et l’épigénome. Grâce à ces données, nous avons pu décrire la ségrégation des premiers lignages embryonnaires, ainsi que les processus régulant le continuum de pluripotence dans l’embryon de lapin. Ces résultats montrent que le continuum de pluripotence chez le lapin est très similaire à celui des autres espèces de mammifères euthériens, là où celui de la souris possède de nombreuses particularités. Ces informations offrent également de nouvelles pistes dans l’étude de la pluripotence in vitro. L’hétérochromatine et le cycle cellulaire semblent être des cibles prometteuses dans la manipulation de PSC de lapin. Des expériences préliminaires sur une lignée de PSC de lapin suggèrent qu'il est effectivement possible de manipuler l’état de pluripotence des cellules traitées à l’aide d’inhibiteurs ciblant les enzymes favorisant la formation de l’hétérochromatine

Epigenetic programming of the rabbit preimplantation embryo in a diabetic context

International audienc

Impact d’un environnement diabétique sur le développement embryonnaire précoce

International audienceDiabète et obésité, de prévalence croissante, ont un abaissement de l’âge de survenue. Les 1ers signes affectent désormais les femmes en âge de procréer. De nombreuses grossesses sont alors affectées par une hyperglycémie associée à une hyperinsulinémie compensatrice en période péri-conceptionnelle sans en connaître les conséquences sur la descendance (1). Des perturbations de l’environnement in utero peuvent programmer un risque accru de développer ces mêmes pathologies métaboliques à l’âge adulte (2-3). Nous étudions l’effet d’une supplémentation en glucose (15mM) et/ou en insuline (1,7µM) sur le développement in vitro d’embryon de lapin. Les embryons, collectés au stade 1 cellule, sont mis en culture jusqu‘au stade blastocyste, stade composé de deux compartiments, la masse cellulaire interne (individu) et le trophectoderme (placenta). Les transcriptomes ont été réalisés par RNA-Seq. Un développement en présence de glucose induit un nombre de gène différentiellement exprimé (DEG) plus important dans le trophectoderme que dans la masse cellulaire interne (104vs35), gènes impliqués dans la prolifération, l’apoptose, la différenciation et le remodelage de la chromatine. Après un développement en présence de glucose et d’insuline, le nombre DEG est plus faible dans le trophectoderme que dans la masse cellulaire interne (15vs104). Les voies dérégulées sont impliquées dans la prolifération, la différenciation, la transcription, la phosphorylation oxydative et le stress oxydant. Dans les deux conditions, les embryons présentent une augmentation dans la masse cellulaire interne de l’expression de gènes impliqués dans la différenciation du trophectoderme. Nous montrons qu’un développement de l’embryon en condition (pré)-diabétique induit une dérégulation de voies impliquées dans le métabolisme énergétique, la prolifération et la différenciation avec une altération de l’allocation des cellules au placenta, organe clé dans la médiation de la programmation. La dérégulation des gènes impliqués dans le remodelage de la chromatine suggère un impact au niveau de la régulation épigénétique de l’expression des gènes

Early development of bovine embryos is influenced by the origin of feeders during in vitro culture

National audienceThe early development of embryo is clearly impacted by its environment and more specifically by the oviduct secretions in vivo. In cattle, an in vitro model of co-culture of bovine oviduct epithelial cells (BOEC) with the embryo has been developed to mimic the in vivo oviduct/embryo crosstalk. On the other hand, several other co-culture systems were previously developed including co-culture with monkey VERO fibroblasts to improve bovine embryo quality. Nevertheless, to the best of our knowledge, no comparison of co-culture systems using BOEC and other cells has been done yet to analyze if there is a specific impact of BOEC on bovine embryo. To answer to this question, we compared the influence of BOEC as well as VERO cells on bovine early development. Because co-culture with BOEC cells require culture at 20%O2, we included two control conditions: embryos cultured at 20%O2 and embryos cultured at 5% O2 in SOF medium + 5% SVF. No difference of cleavage rates were observed. No difference in the timing and rate of 16 cell stage development were observed despite this stage just follows EGA which is very sensitive to environmental conditions. Blastocyst rates are currently analyzed. To have new insight on the embryo quality at the 16-cell stage, a high throughput transcriptomic analysis was developed. Therefore, a new bovine microarray was designed including more than 26 700 transcripts and 250 retroviral EST. Considering an adjusted p value < 0.05, only one gene was differentially expressed between 5% O2 and 20%O2 conditions. Thus, 16-cell embryos seem to not respond to the induced oxidative stress. The direct comparison of the two co-culture conditions revealed only 19 differential expressed genes. Nevertheless, the presence of VERO or BOEC induced differential expression of 125 and 1162 genes respectively when compared to 5% O2 and 1209 and 2186 genes respectively when compared to 20% O2. Interestingly functional analysis using DAVID software pointed to different biological pathways according to the cell types used for co-culture. Further analyses at the blastocyst stage will be necessary to clarify the differential impact of cell types used in co-culture systems on embryo quality

Effects of BOEC and VERO co-culture systems on bovine early development

International audienceEmbryo development is known to be impacted by its environment and especially by oviductal secretions in vivo. In cattle, embryo co-culture with bovine oviduct epithelial cells (BOEC) has been developed to mimic the in vivo oviduct/embryo crosstalk. However, whether BOEC had a specific impact on embryo transcriptome hasn’t been investigated yet. We thus compa-red bovine embryos co-cultured with BOEC to embryos co-cultured with VERO cells (a kid-ney epithelial cell line from monkey). Control embryos were obtained in SOF medium + 5% Fetal Calf Serum (FCS) at 5% O2. Because co-culture systems require 20% O2, embryos cul-tured at 20% O2 in SOF + 5% FCS were included as an additional control. No impact of co-culture systems was observed on timing and developmental rates. 16-cell stage embryos and day 8 blastocysts' transcriptomes were analyzed on a new customized bovine microarray (GPL21734). Comparing the two co-culture conditions revealed only 14 and 10 differentially expressed transcripts respectively at 16-cell and blastocyst stages suggesting almost no diffe-rence induced by the type of co-culture. Nevertheless, BOEC or VERO cells induced differential expression of 83 and 51 transcripts respectively when compared to 5% O2 and 218 and 309 transcripts respectively when compared to 20% O2 in 16-cell embryos and 192 and 229 transcripts respectively when compared to 5% O2 and 542 and 881 transcripts respectively when compared to 20% O2 in blastocysts. A large proportion of the transcripts affected by BOEC presence were also impacted by VERO cells. Several biofunctions relative to cell cycle regulation and lipid metabolism were impacted by both cell types when compared to culture in SOF without feeder cells. Collectively, co-culture systems, using BOEC or VERO cells, induce weak and closely related modifications of embryos transcriptome without improvement of cleavage and blastocyst rates when compared to standard 5% O2 culture conditions