– InterGame

Malgré la baisse actuelle de la fertilité humaine, la recherche visant à comprendre le processus de fécondation est peu développée. Les mécanismes moléculaires et membranaires impliqués dans ce processus sont mal compris en partie parceque les approches biologiques classiques sont difficilement adaptables aux cellules gamétiques. En effet, les ovocytes présents en nombre limité rendent délicate la mise en oeuvre de techniques quantitatives qui permettraient de décrire quelles protéines et comment ces protéines assurent l'adhésion puis la fusion des membranes gamétiques. De ce fait, il est nécessaire de développer de nouvelles approches qui permettraient une description précise du processus de fécondation. Le présent projet propose d'utiliser des outils biophysiques permettant un mesure quantitative de forces intercellulaires et intermoléculaires à très petite échelle ainsi que des coefficients de diffusion moléculaires; ceci afin d'obtenir une description fiable du processus d'interaction gamétique murin. Trois équipes sont impliquées: une équipe de médecins biologistes, une de biophysiciens et une de biologistes. L'équipe de médecins biologistes a récemment mis en évidence l'existence d'un échange de fragments membranaires entre l'ovocyte et le spermatozoïde avant la fusion; elle présente, par ailleurs une pratique étendue de la médecine de la reproduction. L'équipe de biophysiciens a développé un dispositif unique conçu pour mesurer (i) des forces de rupture de liens simples, (ii) une adhésion entre cellules vivantes, (iii) des énergies d'assemblage entre un ligand et son récepteur et (iv) des coefficients de diffusion de protéines membranaires. L'équipe de biologistes est un spécialiste mondial des tétraspanines, molécules cruciales dans le processus de fusion gamétique; ils ont une connaissance approfondie de la biologie des membranes et une expertise étendue dans l'obtention de molécules de synthèse ou de souris génétiquement modifiées. Ce projet a pour but de caractériser le rôle des molécules impliquées dans l'adhésion et la fusion des gamètes et de quantifier les interactions qu'elles induisent à l'échelle d'une molécule ou de toute une membrane. Il poursuit également le but de décrire précisément le transfert de fragments membranaires entre l'ovocyte et le spermatozoïde ainsi que son rôle dans la fusion et également d'élucider la question de l'implication de la réorganisation de la membrane ovocytaire dans la fusion. Tout ceci avec l'objectif ultime de déterminer l'orchestration des différentes étapes du processus de fusion. Pour cette étude, un nouveau système combinant en un seul et unique dispositif, mesure de force par micropipettes, imagerie 3D et FRAPP, sera développé. L'étude nécessitera également l'utilisation de gamètes génétiquement modifiés et de protéines recombinantes pour la mesure de forces entre un ovocyte et des billes de verre fonctionnalisées ou bien entre deux gamètes; et également pour l'observation de la réorganisation membranaire et du transfert de fragments membranaires. L'équipe de biophysiciens a récemment démontré que sa technique de mesure de forces permettait d'analyser l'adhésion des membranes gamétiques d'une manière suffisamment détaillée pour permettre la mise en évidence de différences subtiles mais cruciales liées à l'invalidation du gène de la tétraspanine CD9. En décrivant les étapes clés de la fusion des membranes gamétiques, ce projet vise à améliorer les méthodes de diagnostique d'infertilité, à améliorer les techniques d'Assistance Médicale à la Procréation et à développer de nouvelles méthodes contraceptives.