Oocyte competence and cumulus cells gene expression

La compétence au développement de l'ovocyte consiste en sa capacité à réussir les étapes successives de maturation, de fécondation pour atteindre le stade blastocyste et donner une progéniture en santé. Facteur limitant du développement embryonnaire, la maturation de l'ovule est le fruit d'interactions optimales avec son environnement somatique et hormonal notamment les cellules de cumulus. Ces dernières étant essentielles pour la maturation de l'ovule et considérées comme un miroir pouvant renseigner sur sa qualité. L'apparence de ces cellules figure parmi les principaux critères morphologiques utilisés lors de la sélection du complexe cumulus-ovocyte. Comme de tels critères sont subjectifs et qualitatifs, on envisage ici d'identifier des biomarqueurs exprimés dans le cumulus et permettant une sélection efficace et objective d'ovocytes compétents via une approche génomique. Par conséquent, les cellules du cumulus d'un ovocyte compétent sont considérées comme étant le site privilégié d'événements spécifiques dont l'activation des voies de signalisation et des cascades d'expression génique reflétant la qualité de l'ovule. En faisant recours aux technologies de pointe utilisées en biologie moléculaire telles que les biopuces et la PCR quantitative, et en se servant de logiciels performants pour l'analyse des voies de signalisation, nous nous sommes concentrés sur l'étude des profils d'expression des cellules du cumulus en relation avec la compétence au développement des ovocytes. Le premier objectif de cette thèse était de trouver des gènes exprimés différentiellement dans des conditions de culture qui influencent la compétence et donc associés à de taux de blastocystes élevés. Outre la confirmation de la voie PKC comme principal acteur impliqué dans la compétence ovocytaire, on rapporte ici une liste de candidats communément surexprimés entre les trois traitements de MIV (FSH, PMA, FSH+PMA) et donc ayant de meilleures chances d'être associés au processus moléculaires de l'acquisition de compétence. Le deuxième objectif était l'analyse des gènes exprimés dans les cellules du cumulus suite à l'action du pic de LH in vivo. Comme la LH est essentielle pour la maturation finale in vivo et à la production d'ovocytes de qualité, on s'est intéressé aux gènes différentiellement exprimés dans les cellules de cumulus et associés à la compétence ovocytaire à 6 heures après le pic de LH. Par la suite, l'expression des gènes à ce stade (GVBD) a été comparée à son homologue in vitro (objectif #1) pour générer une liste commune des marqueurs potentiels de compétence des Ill ovocytes à la fois in vivo et in vitro. L'identification de ces biomarqueurs pourrait accroître les connaissances sur les profils d'expression génique dans les cellules du cumulus et servira de préambule à comprendre des séquences d'événements cruciaux du processus moléculaire d'acquisition de la compétence au développement de l'ovocyte. Ces résultats pourraient être un outil précieux pour accroître les rendements de fécondation in vitro et pourraient permettre d'optimiser la stimulation ovarienne in vivo aussi bien chez le bovin que l'humain. Par la suite, on a procédé à une analyse comparative des effets génomiques des deux gonadotrophines autour de la GVBD: FSH in vitro versus LH in vivo. Nous avons mis en évidence, pour la première fois chez le bovin, une possibilité de compensation ou de substitution de la LH par la FSH in vitro. La troisième partie de cette thèse a été l'analyse de l'expression des gènes dans les cellules du cumulus humains collectés juste avant l'ICSI (intracytoplasmic sperm injection) afin d'identifier des biomarqueurs génomiques fiables permettant de prédire de façon précise et non invasive la compétence au développement des ovocytes et de renforcer les critères morphologiques existants. Pour des cellules de cumulus associés à des ovocytes de morphologies similaires et ayant la même biréfringence de la zona pellucida, on a identifié 7 gènes différentiellement associés à des ovules ayant mené à une grossesse. Ces biomarqueurs pourraient devenir un outil quantitatif et non-invasif permettant de distinguer le bon embryon à transférer parmi d'autres ayant des propriétés morphologiques similaires. Un tel embryon devrait faciliter la pratique du transfert mono-embryonnaire, évitant ainsi les grossesses multiples. Finalement, la présente étude a permis d'identifier plusieurs gènes marqueurs et d'explorer leurs voies de signalisation potentielles aussi bien chez le bovin que l'humain. Ces résultats devraient contribuer à enrichir les connaissances actuelles des profils d'expression génique des cellules du cumulus en plus de donner un aperçu des voies moléculaires qui régissent la compétence au développement des ovocytes. Ils pourraient aussi servir à l'identification et la compréhension des voies moléculaires reliés aux subséquents événements de fécondation et de développement embryonnaire précoce dont les mécanismes demeurent encore méconnus

Medicine and health of 21st Century : Not just a high biotech-driven solution

Many biotechnological innovations have shaped the contemporary healthcare system (CHS) with significant progress to treat or cure several acute conditions and diseases of known causes (particularly infectious, trauma). Some have been successful while others have created additional health care challenges. For example, a reliance on drugs has not been a panacea to meet the challenges related to multifactorial noncommunicable diseases (NCDs)-the main health burden of the 21st century. In contrast, the advent of omics-based and big data technologies has raised global hope to predict, treat, and/or cure NCDs, effectively fight even the current COVID-19 pandemic, and improve overall healthcare outcomes. Although this digital revolution has introduced extensive changes on all aspects of contemporary society, economy, firms, job market, and healthcare management, it is facing and will face several intrinsic and extrinsic challenges, impacting precision medicine implementation, costs, possible outcomes, and managing expectations. With all of biotechnology's exciting promises, biological systems' complexity, unfortunately, continues to be underestimated since it cannot readily be compartmentalized as an independent and segregated set of problems, and therefore is, in a number of situations, not readily mimicable by the current algorithm-building proficiency tools. Although the potential of biotechnology is motivating, we should not lose sight of approaches that may not seem as glamorous but can have large impacts on the healthcare of many and across disparate population groups. A balanced approach of "omics and big data" solution in CHS along with a large scale, simpler, and suitable strategies should be defined with expectations properly managed.Peer reviewe

Paradise Lost and the Poetics of Encyclopedism

Table S4. Identified proteins in seminal plasma of infertile men with High ROS level

Underlying Data for Sequencing the Mitochondrial Genome with the Massively Parallel Sequencing Platform Ion Torrent (TM) PGM (TM)

Background: Massively parallel sequencing (MPS) technologies have the capacity to sequence targeted regions or whole genomes of multiple nucleic acid samples with high coverage by sequencing millions of DNA fragments simultaneously. Compared with Sanger sequencing, MPS also can reduce labor and cost on a per nucleotide basis and indeed on a per sample basis. In this study, whole genomes of human mitochondria (mtGenome) were sequenced on the Personal Genome Machine (PGM (TM)) (Life Technologies, San Francisco, CA), the out data were assessed, and the results were compared with data previously generated on the MiSeq (TM) (Illumina, San Diego, CA). The objectives of this paper were to determine the feasibility, accuracy, and reliability of sequence data obtained from the PGM. Results: 24 samples were multiplexed (in groups of six) and sequenced on the at least 10 megabase throughput 314 chip. The depth of coverage pattern was similar among all 24 samples; however the coverage across the genome varied. For strand bias, the average ratio of coverage between the forward and reverse strands at each nucleotide position indicated that two-thirds of the positions of the genome had ratios that were greater than 0.5. A few sites had more extreme strand bias. Another observation was that 156 positions had a false deletion rate greater than 0.15 in one or more individuals. There were 31-98 (SNP) mtGenome variants observed per sample for the 24 samples analyzed. The total 1237 (SNP) variants were concordant between the results from the PGM and MiSeq. The quality scores for haplogroup assignment for all 24 samples ranged between 88.8%-100%. Conclusions: In this study, mtDNA sequence data generated from the PGM were analyzed and the output evaluated. Depth of coverage variation and strand bias were identified but generally were infrequent and did not impact reliability of variant calls. Multiplexing of samples was demonstrated which can improve throughput and reduce cost per sample analyzed. Overall, the results of this study, based on orthogonal concordance testing and phylogenetic scrutiny, supported that whole mtGenome sequence data with high accuracy can be obtained using the PGM platform.Peer reviewe