NOUVELLES BIOTECHNOLOGIES EN PRODUCTION ET REPRODUCTION ANIMALES

Coordinatrice : Monica Rodrigues Ferreira Machado

Parmi les quelque 24 000 espèces de poissons que l’on trouve dans les rivières et les océans, 96 % sont des téléostéens. Ces individus présentent différentes stratégies de reproduction qui incluent des tactiques telles que : l'hermaphrodisme, la parade nuptiale et l'accouplement et la migration. Cependant, avec la construction de centrales hydroélectriques, l’urbanisation, l’agriculture et l’introduction d’espèces exotiques, on observe une diminution des stocks naturels et la production de matrices devient de plus en plus nécessaire. À cette fin, il est également nécessaire que ces matrices bénéficient d’une gestion alimentaire adéquate qui favorise à la fois la croissance et une précocité et une prolificité accrues. Chez les poissons, il existe différents types de croissance folliculaire et ovocytaire. On peut ainsi citer des poissons à ponte totale et partielle. Les poissons à frai divisé présentent une croissance folliculaire asynchrone, avec différents types de follicules présents dans leurs ovaires. Les poissons reproducteurs n'ont qu'une seule taille de follicule dans leur ovaire, et tous ovulent en même temps. Cette variation de la dynamique folliculaire influence également le métabolisme au cours du processus de reproduction, les poissons qui frayent en parties se reproduisant tout au long de l'année, tandis que les poissons qui frayent en entier ne se reproduisent qu'une fois au cours de l'année. La plupart des poissons en période de frai complet migrent et ne sont pas capables de frayer dans des environnements lentiques. Ainsi, la manipulation artificielle de leur cycle pour induire la ponte permet à ces individus de se reproduire au moment souhaité et dans des conditions contrôlées. Le cycle de reproduction chez les poissons est divisé en deux phases : d'abord, la prolifération, la croissance et la différenciation des gamètes se produisent (spermatogenèse et vitellogenèse). Et par la suite, la maturation et l'extrusion des ovocytes et des spermatozoïdes et l'insémination. La coordination de ces événements se produit par l'axe hypothalamo-hypophyso-gonadique qui, après avoir traité les stimuli externes et internes, initie la libération de l'hormone de libération des gonadotrophines (GnRH). Ces événements sont inhibés par la dopamine et les connaissances sur l’endocrinologie reproductive des poissons sont d’une grande importance pratique dans la reproduction induite chez les poissons. Le système hypothalamo-hypophysaire est responsable de l’initiation de la folliculogenèse. Au départ, l'hormone de libération des gonadotrophines (GnRH) est libérée, ce qui détermine la libération de l'hormone folliculo-stimulante (FSH) et de l'hormone lutéinisante (LH), tandis que la dopamine les inhibe. En utilisant une culture primaire de glande pituitaire de tilapia, il a été observé que lorsqu'elle est stimulée par la sGnRH, il y a une augmentation de la phosphorylation de ERK1/2, favorisant la phosphorylation de PKC qui à son tour détermine une augmentation de l'expression de l'hormone de croissance (GH) et de l'hormone lutéinisante (LH), mais pas de l'hormone folliculo-stimulante (FSH). L'augmentation de la FSH est également déterminée par la GnRH, mais via une augmentation de l'AMPc-PKA. La dopamine agit directement sur l’hypophyse, inhibant l’expression des récepteurs GnRH. Il inhibe également la synthèse et la libération de GnRH dans l'hypothalamus et l'induction de la libération de gonadotrophines hypophysaires induite par cette hormone. De cette façon, la dopamine fonctionne comme un antagoniste physiologique de la GnRH, tant au niveau hypophysaire qu’hypothalamique. La FSH synthétisée par l'hypophyse est responsable de la conversion de la testostérone produite par les cellules thécales folliculaires en estradiol dans les cellules de la granulosa, qui est ensuite sécrétée dans le sang. Cette augmentation des taux d'œstrogènes favorise à la fois l'incorporation de vitellogénine par les follicules pré-vitellogéniques et la synthèse du facteur de promotion de la phase M (MPF) par les follicules, responsable de la maturation des ovocytes, déterminant la reprise de la méiose et la dégradation des vésicules germinales (GVBD), la condensation des chromosomes, la formation du fuseau méiotique et la progression vers la phase II de la méiose. Une autre hormone qui induit le MPF est l’hormone anti-müllérienne (MIH), synthétisée pendant la phase finale de maturation. Le MIH stimule la production de 17 alpha, 20 bêta-dihydroxy-4-pregnen-3-one (17α, 20β-DP), qui est associée au 17α, 20β-DP pour la formation de stéroïdes stimulant la maturation (MIS), par les cellules de la granulosa et de la thèque. Les gonadotrophines stimulent la production de 17 alpha hydroxyprogestérone, convertie plus tard en 17α, 20β-DP, par les cellules folliculaires. Les concentrations élevées de MIS au cours de la phase finale de maturation des ovocytes sont dues à la diminution de l'enzyme aromatase. Si l'on prend en compte la stéroïdogenèse, le précurseur des stéroïdes est la prégnénolone, formée à partir d'acide arachidonique qui sera converti en progestérone (P4) et pourra ensuite être métabolisé en 17-hydroxy progestérone (17P4), par la 17α hydroxylase (CYP17). Le 17P4 est ensuite converti en androstènedione (AD) par la C17,20 lyase (CYP17) ou en 17α,20β-dihydroxyprogestérone (17α,20β-DP) par la 20β hydroxystéroïde déshydrogénase (20β-HSD). Les 17α, 20β-