Equipe encadrante : Caroline Romestaing, Nelly Burlet, Jean-François Lemaître, Sabrina Renaud
JFL, NB, SR : Laboratoire de Biométrie et Biologie Evolutive, Université Lyon1
CR : Laboratoire d’Ecologie des Hydrosystèmes Naturels et Anthropisés, Université Lyon 1
Contexte. – De nombreuses données existent sur la senescence reproductive chez les souris de laboratoire mâles, montrant que le déclin dans la qualité des spermatozoïdes intervient relativement tardivement dans la vie [à plus d’1 an, voire à deux ans (Fabricant and Parkening, 1982; Parkening, 1989)]. Il est douteux que des souris atteignent des âges aussi avancés en populations naturelles, mais très peu de données sont disponibles sur les structures d’âge, car il est très difficile de l’estimer chez ce petit mammifère.
Cependant, des observations sur l’usure dentaire montrent que parfois, certains individus atteignent un stade où les molaires sont presque totalement abradées (Renaud et al., 2024). S’il a été possible pour un rat de survivre en conditions naturelles même en l’absence totale de molaires (Bover et al., 2010), la senescence dentaire doit nuire à l’efficacité de la comminution des particules alimentaires et donc à l’assimilation des ressources ingérées, et avoir des conséquences sur l’efficacité métabolique. Elle suggère donc l’occurrence d’individus âgés dans les populations naturelles, avec la question de savoir si l’arrivée de la sénescence dentaire est couplée à celle de la sénescence reproductrice.
Mieux comprendre la dynamique de sénescence des différents traits (reproductifs / phénotypiques) serait pourtant crucial pour une transposition aux populations naturelles. La souris domestique (Mus musculus domesticus) partage le même habitat que les populations humaines, et donc la même exposition aux facteurs de stress environnementaux, notamment les polluants. Elle pourrait servir de « sentinelle » pour étudier les effets de l’exposition, y compris en conditions réelles sur des souris piégées dans différentes zones plus ou moins exposées à la pollution urbaine, aux pesticides, et/ou aux PFAS. Si les effets de telles expositions sont potentiellement multiples, ceux sur la fertilité pourraient s’avérer cruciaux car ils auraient des implications directes sur la fitness. La souris « sentinelle » trouverait une transposition directe à la santé humaine, si l’on pouvait utiliser les observations sur la souris pour anticiper les pathologies humaines, par exemple reflétées par les demandes de fécondation in vitro (FIV).
Objectifs du stage.
– Mesurer la qualité spermatique sur des souris mâles d’une souche consanguine en conditions contrôlées de laboratoire, depuis des souris jeunes (3 mois) à des souris âgées (deux ans). L’analyse de ces échantillons nécessitera d’implémenter des méthodes permettant d’estimer la quantité et la qualité des spermatozoïdes (Lemaître et al., 2012). Chez la souris, des analyses de type SCA (Computer-assisted sperm analysis) sont utilisés pour estimer, en plus de la concentration, plusieurs paramètres de vélocité (ex : vélocité linéaire, vélocité curvilinéaire) et de morphométrie (ex : diamètre tête, longueur totale) (Ramm and Stockley, 2009). De nombreuses études ont mis en évidence de la sénescence dans la qualité des éjaculats de souris, caractérisé par un exemple par une diminution de la concentration ou de la vélocité des spermatozoïdes avec l’âge (Sanghvi et al., 2024).
– Transposer cette approche sur des souris mâles piégées dans différents contextes environnementaux autour de Lyon (pollués / non pollués, urbains / ruraux) et comparer ces résultats issus de populations naturelles aux résultats obtenus en laboratoire.
– Croiser ces résultats avec des estimateurs phénotypiques de l’âge des souris (notamment l’usure dentaire) afin de détecter d’éventuelles différences dans la dynamique de sénescence entre les différents traits elon le contexte.
Ce stage s’intègre dans le projet Shape-Med@Lyon SentiMus, co-supervisé par S. Renaud (LBBE) et V. Lattard (RS2GP) (https://www.shape-med-lyon.fr/projets/amorcage-vague-2/sentimus/). Il est également soutenu par la dynamique du projet ANR MiCity (https://anr.fr/Projet-ANR-24-CE20-6372), insérant le stage dans une dynamique pluridisciplinaire autour de la souris dans l’environnement anthropique.
Méthodes et prérequis. – Le début des analyses spermatiques se fera en amont du stage, étant donné le temps requis pour le vieillissement des souris. La seconde partie se fera durant le stage, ainsi que l’implémentation des mesures sur les souris sauvages. Le stage comprendra aussi le traitement d’images des spermatozoïdes et leur analyse par microscopie suivie d’analyses statistiques sous R. Une appétence pour les approches expérimentales est souhaitée, ainsi qu’un intérêt pour l’analyse de données.
Contacts
Caroline Romestaing – caroline.romestaing@univ-lyon1.fr
Sabrina Renaud – Sabrina.renaud@univ-lyon1.fr
Nelly Burlet – Nelly.Burlet@univ-lyon1.fr
Jean-François Lemaitre – Jean-francois.Lemaitre@univ-lyon1.fr
Références
Bover, P., Alcover, J.A., Michaux, J., Renaud, S., 2010. The case of an insular molarless black rat: Effects on lifestyle and mandible morphology. Archives of Oral Biology 55, 576-582.
Fabricant, J.D., Parkening, T.A., 1982. Sperm morphology and cytogenetic studies in ageing C57BL/6 mice. Journal of Reproduction and Fertility 66, 485–489. https://doi.org/10.1530/jrf.0.0660485.
Lemaître, J.-F., Ramm, S.A., Hurst, J.L., Stockley, P., 2012. Sperm competition roles and ejaculate investment in a promiscuous mammal. Journal of Evolutionary Biology 25, 1216–1225. https://doi.org/10.1111/j.1420-9101.2012.02511.x.
Martinez, G., 2022. First-line evaluation of sperm parameters in mice (Mus musculus). Bio-Protocol 12, e4529. https://doi.org/10.21769/BioProtoc.4529
Parkening, T.A., 1989. Fertilizing ability of spermatozoa from aged C57BL/6NNia mice. Journal of Reproduction and Fertility 87, 727–733. https://doi.org/10.1530/jrf.0.0870727.
Ramm, S.A., Stockley, P., 2009. Adaptive plasticity of mammalian sperm production in response to social experience. Proceedings of the Royal Society of London, Biological Sciences (serie B) 276, 745-751. https://doi.org/10.1098/rspb.2008.1296.
Renaud, S., Ledevin, R., Dufour, A.-B., Romestaing, C., Hardouin, A.E., 2024. Molar wear in house mice: insight into diet preferences at an ecological time scale? Biological Journal of the Linnean Society 141, 289–305.
Sanghvi, K., Vega-Trejo, R., Nakagawa, S.S.J.L., Gascoigne, Johnson, S.L., Salguero-Gómez, R., Pizzari, T., Sepil, I., 2024. Meta-analysis shows no consistent evidence for senescence in ejaculate traits across animals. Nature Communications 15, 558. https://doi.org/10.1038/s41467-024-44768-4.
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