Mots-Clés

protéome sécrétome PMA

Description

Contexte socio-économique et scientifique :

En France, 15% des couples consultent pour des problèmes d'infertilité. Cependant, le taux de réussite varie et stagne autour de 20 à 30 % par cycle. Améliorer l'efficacité des procédures de FIV est un enjeu médical et sociétal majeur pour assurer une grossesse en bonne santé et augmenter le taux de naissances vivantes des couples infertiles. Un gain important qui peut être réalisé au niveau de l'embryon in vitro. Les milieux de culture utilisés sont principalement basés sur les connaissances acquises en culture cellulaire et en modèle murin. Il est crucial comprendre les événements moléculaires à l'origine du développement préimplantatoire afin de fournir les meilleures conditions de culture aux embryons humains. Concernant l'évaluation de la qualité des embryons, des méthodes prédictives de qualité non invasives, pertinentes, rapides et bon marché seraient extrêmement utiles. Plusieurs études ont rapporté une association entre les marqueurs morphocinétiques time lapse et le potentiel d'implantation, mais avec une précision encore perfectible. Dans ce contexte, les travaux en cours sur l'intelligence artificielle et les approches d'analyse d'images/vision par ordinateur pourraient permettre de faire avancer les choses et d'améliorer la pertinence clinique des données en time lapse1,2. Enfin, plusieurs expériences de protéomique3 dans les milieux de culture ont été rapportées au cours des 15 dernières années, mais avec une pertinence et des succès limités jusqu'à présent. Les 2 principales raisons à cela pourraient être : premièrement que les approches exploratoires et non supervisées sont très difficiles en protéomique; et deuxièmement, la plupart des études n'ont pas utilisé de méthodes MS ultrasensibles ciblées de dernière génération permettant l'identification et la mesure de la concentration avec un niveau de confiance élevé.

Sujet et objectif:

Explorer le lien existant entre le protéome embryonnaire humain, le sécrétome embryonnaire humain et les milieux de culture utilisés dans la procréation médicalement assistée par analyses bio-informatiques de spectrométrie de masse.

Hypothèses et objectifs :

En partant du postulat que les embryons avec un fort potentiel d’implantation sécrètent des protéines « pro-implantatoires » dans le milieu de culture et donc que le sécrétome embryonnaire diffère entre les embryons à potentiel élevé et faible, nous cherchons à identifier un ou des marqueur(s) sécrété(s) dans les milieux de culture embryonnaires et prédictifs de l’implantation grâce aux technologies de spectrométrie de masse de pointe, plus accessibles aux mesures de routine avec des dosages de protéines conventionnels. La combinaison de cette approche basée sur le sécrétome avec l'exploration de données de sécrétome de blastocyste virtuel provenant de nos données transcriptomiques4 et notre expertise dans l'amélioration de l'analyse d'images du développement embryonnaire (vidéos accélérées) fournirait une méthode originale et pertinente d'évaluation de la qualité des embryons non invasive5.

Dans le but d’explorer l’expression protéique de candidats biomarqueurs sécrétés, nous avons donc réalisé une analyse protéomique par spectrométrie de masse grâce une analyse dia-PASEF (Data independant acquisition) sur deux stades embryonnaires (morula et blastocyste) importants et correspondant à des stades de transfert in utero chez les patientes consultant dans le service de Procréation Médicalement Assistée (PMA). De plus, des expériences sur les milieux de culture après transfert des embryons chez les patientes sont en cours de réalisation par spectrométrie de masse.

Principales tâches :
Analyse tertiaire des données récoltées par spectrométrie de masse principalement avec R.

1. Analyse différentielle entre le protéome du blastocyste et de la morula

2. Comparaison avec le sécrétome virtuel grâce à nos données de transcriptomique

3. Intégration des résultats des milieux de culture avec le sécrétome obtenu grâce à l’analyse différentielle dans le but d’identifier les protéines sécrétées et absorbées par l’embryon dans le milieu de culture au cours de son développement pré-implantatoire dans un cycle de PMA.

Bibliographie

1. Feyeux, M. et al. Development of automated annotation software for human embryo morphokinetics. Hum. Reprod. Oxf. Engl. 35, 557–564 (2020).

2. Reignier, A. et al. Time-lapse technology improves total cumulative live birth rate and shortens time to live birth as compared to conventional incubation system in couples undergoing ICSI. J. Assist. Reprod. Genet. 38, 917–923 (2021).

3. Katz-Jaffe, M. G. & McReynolds, S. Embryology in the era of proteomics. Fertil. Steril. 99, 1073–1077 (2013).

4. Meistermann, D. et al. Integrated pseudotime analysis of human pre-implantation embryo single-cell transcriptomes reveals the dynamics of lineage specification. Cell Stem Cell 28, 1625-1640.e6 (2021).