La détermination du sexe et la différenciation des cellules germinales est un processus très organisé qui commence au stade embryonnaire et se termine à la vie adulte. Dans les gonades embryonnaires l'expression de Sry suivie par l'expression de Sox9 initie le développement testiculaire tandis que, en l'absence de l'expression de Sry, les gènes associés au sexe féminin initient le développement des ovaires. Les cellules germinales qui ont migré vers les gonades nouvellement formées continuent leur prolifération intense jusqu'à ce qu'ils s'engagent dans la voie le mâle ou femelle. La décision de devenir des cellules germinales mâle ou femelle ne dépend pas seulement du chromosome sexuel des cellules germinales, mais aussi du microenvironnement des gonades. Si les cellules germinales entrent dans la gonade femelle, ils doivent arrêter la prolifération, dépasser l'arrêt mitotique et entrer en méiose et alors s'arrêter en prophase I. Alors que si les cellules germinales entrent dans la gonade mâle, ils doivent arrêter la prolifération et entrer en arrêt de la mitose. Ici, nous montrons que, lors de la détermination du sexe embryonnaire, la prostaglandine D2 (PGD2) produite par chacune des deux enzymes: la L-PGDS et H-PGDS dans les cellules somatiques et les cellules germinales du testicule mâle participe au programme de différenciation des cellules germinales. La voie de signalisation PGD2 entraine l'arrêt de la mitose par l'activation de l'expression et de la localisation nucléaire de l'inhibiteur du cycle cellulaire p21Cip1 et en réprimant les marqueurs de pluripotence et aussi Stra8. En outre, PGD2 est responsable de l'activation du gène spécifique au mâle Nanos2. Par conséquent, ces données suggèrent que la signalisation par le récepteur de PGD2 DP2 est requise pour la différenciation correcte de la cellule germinale mâle. / The sex determination and subsequent germ cell differentiation is highly ordered process that starts at embryonic stage and completes at adult life. In the embryonic gonads Sry expression followed by Sox9 expression initiates testis development while in the absence of Sry expression, genes associated to female fate initiate ovary development. The germ cells that migrated towards newly formed gonads continue extensive proliferation until they commit to the male or female pathway. The fate decision of germ cells as male or female does not depend only on germ cell chromosomal sex but also on gonadal micro-environment. If germ cells enter into female gonad, they have to stop proliferation, pass through mitotic arrest and enter into meiosis; then arrest into prophase I. While if germ cells enter into male gonad, they have to stop proliferation and enter into mitotic arrest. Here we show that during embryonic sex determination, Prostaglandin D2 (PGD2) produced by each of the two enzymes: L-Pgds and H-Pgds in somatic cells and germ cells of testis participates in male germ cell differentiation program. PGD2 signalling supports mitotic arrest by activating the expression and nuclear localization of cell cycle inhibitor P21cip1 and by repressing pluripotency markers and PGD2 has negative effects on Stra8 expression. In addition PGD2 supports activation of male specific gene Nanos2. Hence these data suggest that PGD2 signalling through DP2 receptor is required for proper male germ cell differentiation.

La spermatogenèse est un processus complexe qui se déroule dans le tube séminifère du testicule. Au cours de ce processus, la cellule germinale entre en méiose puis réalise de profondes transformations cytologiques comme la compaction de la chromatine, la formation de l’acrosome et du flagelle. Les organites cytoplasmiques comme l’appareil de Golgi et le reticulum endoplasmique sont éliminés. Le spermatozoïde est alors une cellule organisée qui ne réalise pas ou peu de synthèse protéique. De plus, à la sortie du testicule, le spermatozoïde n’est pas mobile et incapable de féconder l’ovocyte. C’est par des interactions avec son environnement, l’épididyme et les voies génitales féminines, qu’il acquiert pleinement ces fonctions. Ces interactions se traduisent par des modifications du protéome comme le clivage des protéines ou des modifications post-traductionnelles. Ainsi, l’approche protéomique représente une méthode pertinente pour appréhender la physiologie spermatique. Toutefois, le protéome spermatique a fait l’objet de peu d’études et reste mal connu. Dans cette étude, le protéome du spermatozoïde humain a été réalisé selon deux approches. L’électrophorèse bidimensionnelle est particulièrement adaptée pour l’étude des modifications post-traductionnelles tandis que le shotgun constitue une technologie puissante en terme de sensibilité et d’identification des protéines. Les analyses bioinformatiques ont permis d’identifier les familles de protéines surexprimées de façon significative au sein du protéome spermatique. Parmi celles-ci, les protéines d’associations aux microtubules ont été sélectionnées en raison de leur rôle fondamental dans la dynamique du réseau microtubulaire et par conséquent, la mobilité spermatique. Le profil d’expression de la DCDC2C, une protéine de la famille des domaines à doublecortines, a été caractérisé dans le testicule et le spermatozoïde humain. De plus amples investigations sont nécessaires afin de préciser son rôle dans la physiologie spermatique.Outre la compréhension de processus physiologiques, les outils protéomiques permettent l’identification de nouveaux marqueurs de qualité du spermatozoïde. La caractérisation de la qualité spermatique repose actuellement sur un examen descriptif, le spermogramme-spermocytogramme, qui ne permet pas toujours d’expliquer l’infertilité du couple. Ainsi, l’amélioration des outils diagnostics et de la prise en charge de la fertilité sont les enjeux de la Procréation Médicalement Assistée. Dans ce contexte, nous avons observé le protéome de 161 échantillons de spermes normaux (OMS 2010). L’analyse de ce protéome a permis de définir un nouvel index de qualité protéique (SPQI) Les études statistiques ont montré que le SPQI est significativement associé à la mobilité progressive du spermatozoïde. Ainsi, le SPQI pourrait être un nouveau marqueur de qualité du spermatozoïde. Un kit permettant d’établir le SPQI en routine diagnostique est en cours de développement. / Spermatogenesis is a complex process located in seminiferous tubules of the testis. Germ cell underwent meiosis during the process following many cytological modifications such as chromatin compaction, biogenesis of both acrosome and flagellum. Subcellular components like the Golgi apparatus and endoplasmic reticulum were eliminated. Spermatozoa is then a highly organized cell which realized no or little de novo protein synthesis. Spermatozoa is furthermore unable to move and fertilize an oocyte outside of the testis, as it fully becomes functional by interacting with its environment, the epididymis and the female genital tracts. These interactions are translated by modifications of the proteome as proteins cleavage or post-translational modifications. The proteomic approach represents then a relevant method to understand sperm physiology. Nevertheless, few studies are related to sperm proteome which remains poorly known. This study has been conducted using two different approaches. 2D-electrophoresis is especially adapted to post-translational studies while the shotgun approach is a powerful and sensible tool for protein identification. Bioinformatic analyses helped identifying protein families overexpressed in a meaningful way inside the sperm proteome. Microtubules-associated proteins were among those that have been selected due to their role in the dynamic of microtubule network, thus in the sperm motility. The DCDC2C expression profile, a protein belonging to the doublecortin containing domain family, has been characterized in the testis and in the human spermatozoa. Further investigations are necessary in order to define its role in the sperm physiology.Besides the understanding of physiological processes, proteomic tools allow the identification of new markers of sperm quality. The characterization of sperm quality currently relies on a descriptive test that is not yet capable of explaining the infertility of a couple. Improving the diagnostic tool and management of fertility are the main objectives of reproductive studies. We have therefore observed the proteome of 161 normal sperm samples (WHO 2010). The proteome analysis defined a new sperm protein quality index (SPQI). Statistic studies show that this SPQI is significantly related to the progressive motility of the sperm. SPQI could then be used as a new quality marker of the spermatozoa. A kit that could help establishing SPQI routinely is currently in process.

L’anémie de Fanconi (FANC) est une maladie génétique humaine causant chez les patients une anémie sévère, une susceptibilité accrue à certains cancers, ainsi que des anomalies du développement dont un hypogonadisme. La voie FANC est impliquée dans la réponse au stress réplicatif et la réparation de l’ADN, et joue un rôle potentiel dans la régulation physiologique des cellules souches fœtales et adultes. Dans les modèles murins de la voie FANC, le phénotype majeur est une infertilité liée à un problème de développement du lignage germinal, qui est un paradigme pour l’étude des mécanismes contribuant à la pathologie. Notre étude a porté sur la caractérisation du défaut des cellules germinales primordiales (CGP) dans les embryons murins fancg-/-. Nous avons mis en évidence un défaut numérique des CGP très tôt dans le développement du lignage germinal dès les stades 9,5-10,5 jours post coïtum (jpc). Les CGP présentent un léger défaut de la prolifération à 10,5-11,5 jpc, mais aucun blocage de cycle. L’atteinte proliférative semble trop faible pour expliquer à elle seule la diminution drastique du nombre de CGP, ainsi que le profil mosaïque des gonades embryonnaires avec la présence de cordons dépourvus de CGP observé à 13,5 jpc. L’étude in vivo et ex vivo du comportement migratoire des CGP fancg-/- a permis de mettre en évidence des anomalies de la motilité des CGP, probablement liée à une activation anormale de la GTPase RAC1. Nous avons observé à 11,5 jpc une diminution du nombre de cellules au niveau du front de migration de la population de CGP. Ces anomalies entraîneraient ainsi un retard de migration et l’incapacité pour une fraction des GCP fancg-/- d’atteindre correctement les crêtes génitales à 11,5 jpc. La déplétion des CGP semble ainsi liée principalement à un défaut migratoire conduisant à une augmentation de la mort des CGP à 11,5 jpc, associé au défaut prolifératif intrinsèque des CPG fancg-/-. / Fanconi Anemia (FANC) is a genetic human disease, causing in patient a severe anemia, a higher risk to develop some cancers, and developmental anomalies including hypogonadism. The FANC pathway is involved in the replicative stress response and DNA repair, and has a potential role in the physiological regulation of fetal and adult stem cells. In mice models of the FANC pathway, the main phenotype is the sterility issue, associated to a developmental defect of the germ cell lineage, and is so a paradigm to study the pathology. Our study aimed to characterize the primordial germ cell (PGC) defect in fancg-/- mouse embryos. We showed a numerical defect of PGC early in the germ cell lineage development, as soon as 9.5–10.5 days post coitum (dpc). PGC show a mild defect of proliferation at 10.5–11.5 dpc, but no cell cycle arrest. This low proliferative defect can neither fully explain the drastic decrease of the PGC number, nor the mosaic profile of fetal gonads displaying cords without PGC at 13.5 dpc. In vitro and ex vivo studies of the migration behavior of fancg-/- PGC highlight abnormalities of the PGC’s motility, probably linked to abberant RAC1 GTPase activity. We also observed at 11.5 dpc a decrease of the cell number at the front of migration of the PGC population in 11.5 dpc fancg-/- embryos. Those motility defects could induce a migration delay, preventing a fraction of the fancg-/- PGC population to reach correctly the genital crests by 11.5 dpc. Hence, PGC depletion seems mainly linked to a migratory defect leading to increased cell death in PGC at 11.5 dpc, associated to an intrinsic proliferation defect of fancg-/- PGC.

L’huître creuse Crassostrea gigas est un mollusque hermaphrodite alternatif dont le cycle dereproduction est annuel. Sa gamétogenèse est soutenue par des réserves énergétiques, stockées dansun tissu conjonctif de réserve entourant la gonade. Des travaux antérieurs ont montré l’implication dusystème insuline dans ce processus liant étroitement alimentation, énergie stockée et gamétogenèse.Le fonctionnement des étapes précoces de gamétogenèse reste encore méconnu chez l’huître. Cetravail a permis d’identifier les cellules germinales souches (GSC) et les progéniteurs potentiels en sebasant sur une approche d’histologie quantitative couplée au marquage des cellules germinales par unanticorps homologie anti-Oyvlg (Oyster vasa-like gene). Certains éléments constitutionnels de la nichegerminale ont également été identifiés, notamment la présence d’une cellule somatique associée à lacellule germinale souche potentielle qui présente un marquage par un anticorps hétérologue anti-BMP2/4. En amont de l’étude concernant la régulation des étapes précoces de gamétogenèse par lesvoies des insulines, le criblage in silico des bases de données a permis d’identifier des ligands, unrécepteur et de nombreux effecteurs du signal insuline conservés chez C. gigas. Six IRPs (InsulinRelated Peptides) ont été caractérisés ce qui a permis de retracer l’histoire évolutive des IRPs chez lesmollusques. D’après leur profil d’expression en qPCR et HIS, Cg-mip123 et Cg-ilp sont susceptiblesd’être impliqués dans le contrôle de la reproduction. Ces IRPs peuvent se lier à un récepteur CIR (C.gigas Insulin Receptor) dont la séquence complète a été décrite. Les acteurs des voies de signalisationde l’insuline sont également conservés chez l’huître et exprimés dans la gonade. Pour aller plus loin surle rôle de ces IRPs dans les étapes précoces de gamétogenèse, un conditionnement alimentaire (à jeunvs alimentés en Isochrysis galbana) a été réalisé sur des huîtres en première gamétogenèse. Lesrésultats de ce conditionnement montrent que l’apport nutritif augmente la différenciation des GSCainsi que les proliférations goniales. L’implication du signal insuline dans ce contrôle devra êtreprécisée. / The Pacific oyster Crassostrea gigas is an alternative hermaphrodite mollusc with an annualreproduction cycle. Its gametogenesis is supported by energy reserves, store in a conjunctive storagetissue surrounding the gonad. Previous studies have shown the insulin system involvement in thisprocess closely connecting diet, energy reserves and gametogenesis. The functioning of earlygametogenetic stages stays unknown in the oyster. This work allows the identification of putative germstem cells (GSC) et progenitors on the basis of histological quantitative approach combined with agerm cells labelling by homologous antibody against Oyvlg (Oyster vasa-like gene). The maincomponents of the germinal niche have also been identified including a somatic cell, associated to theputative germ stem cell, with a heterologous antibody against BMP2/4 labelling. Above the study ofthe early gametogenetic stages regulation by insulin signalling, the genomic and transcriptomic-widescreening allows the identification of ligands, receptor et several effectors conserved in C. gigas. SixIRPs (Insulin Related Peptides) have been characterized which inform about the evolutionary history ofmolluscan IRPs. According to the expression profiles, in qPCR and ISH, Cg-mip123 and Cg-ilp may beinvolved in the reproduction process. These IRPs are able to bind the CIR (C. gigas Insulin Receptor)receptor whose sequence has been described. The insulin signalling effectors are also conserved in C.gigas and expressed in the gonad. To better understand the involvement of IRPs in the early stagesfunctioning, a food conditioning (unfed vs fed with Isochrysis galbana) has been done with oysters intheir first gametogenesis. The results showed that nutrient intake increases GSC and gonial mitosis.The involvement of insulin signalling has to be clarified.

Dans le contexte de la physiologie comparée de la reproduction, les amphibiens sont peu étudiés. Le travail réalisé durant cette thèse visait à analyser des marqueurs de différenciation testiculaire chez l'urodèle Pleurodeles waltl, dont le déterminisme génétique du sexe (ZZ/ZW) peut être influencé par la température. Nos études ont d'abord porté sur le gène sox9 marqueur de la différenciation testiculaire chez les vertébrés supérieurs. Le gène cloné chez le pleurodèle montre une bonne conservation par rapport aux autres vertébrés. Son expression plus élevée dans la gonade mâle n'apparaît que tardivement suggérant qu'il n'est probablement pas impliqué dans les stades précoces de la différenciation testiculaire. En outre, son expression dans le mésonéphros rend difficile son utilisation comme marqueur de différenciation testiculaire. Nous avons ensuite étudié l'Amh, hormone testiculaire impliquée dans la régression des canaux de Müller chez de nombreux vertébrés. Son expression spécifique de la gonade, précocement plus élevée chez les larves ZZ que les ZW, en fait un excellent marqueur de la différenciation testiculaire. Le fait que les pleurodèles mâles voient les canaux de Müller persister malgré la présence d'Amh suggère que la fonction primaire de cette hormone était en relation avec la différenciation gonadique et que la fonction de régression des canaux de Müller n'est apparue que secondairement au cours de l'évolution. Ces marqueurs ont été mis à profit pour caractériser le phénotype gonadique lors d'inversions sexuelles ou lors de développements en absence de cellules germinales. Ils ont permis de montrer que les cellules germinales ne semblent pas jouer de rôle dans la différenciation gonadique du pleurodèle.

La metformine est utilisée chez les patients et patientes atteints du diabète de type II. Elle est également administrée lors d’une infertilité liée à une insulino-résistance ou à un désordre métabolique. Mon projet de recherche a été d’analyser les effets de cet antidiabétique sur la fonction gonadique administré au stade foetal ou à la puberté. Nous avons montré par une approche in vivo sur deux modèles animaux: 1) qu'une administration orale de metformine à des poulets pré-pubères entraine un retard de puberté. Il se caractérise par une réduction du poids testiculaire, du diamètre des tubes séminifères et par une baisse de la testostérone sérique. 2) qu’une exposition des foetus mâles à de la metformine, chez la souris, conduit une fois adulte a une diminution de la taille des portées de 30%. Ce dysfonctionnement est associé à des marques épigénétiques sur l’ADN et des anomalies morphologiques de la tête des spermatozoïdes. Des techniques à haut débit (protéomique et métabolomique) réalisées sur des cultures de cellules de Sertoli immatures traitées ou non à la metformine ont permis de démontrer : 1) que le traitement mène à un métabolisme cellulaire de type Warburglike. 2) que des protéines présentent des différences d’abondance entre les deux conditions et qu’elles sont impliquées dans l’organisation du cytosquelette, de l’adhésion cellulaire, de la compaction de l’ADN, de la régulation de la réponse cellulaire à l’hypoxie et de l’immunité. Les résultats obtenus suggèrent que les grandes fonctions de sécrétion, de support et de protection des cellules de Sertoli sont modifiées par cet antidiabétique et qu’une exposition in utero à la metformine pourrait agir sur la fertilité et sur le métabolisme. / Metformin is used to treat patients with type II diabetes, it could be also administered to improve infertility associated to insulin-resistance or metabolic disorder. My research project was to analyse the consequence of a metformin exposure on gonad function from fetal to adult period. We showed by an in vivo approach on two animal models: 1) that oral administration of metformin to young chickens delay the puberty. It is characterized by a reduction in the testis weight, diameter of seminiferous tubule and decrease in testosterone level. 2) that mice, exposed in utero with metformin leads at adulte age to a lower fertility. This dysfunction is associated with morphological abnormalities of the sperm head and epigenetic marks on DNA. The second approach used proteomic and metabolomic strategy on cultured Sertoli cells treated or not with metformin. We demonstrated : 1) that the treatment leads to Warburg-like cellular metabolism. 2) that proteins present differences of abundances are involved in cytoskeleton organization, cell adhesion, DNA compaction, reponsiveness to hypoxia and immunity. The results suggest that the main function of secretion, support and protection of germ cell by Sertoli cells are modified by this antidiabetic, and that in utero exposure to metformin could act on the fertility and metabolism.

Fxrα est le récepteur nucléaire des acides biliaires, exprimé majoritairement dans le foie, l'intestin, les reins et les glandes surrénales. L'intérêt pour ce dernier est devenu croissant au cours des dernières années, de part le rôle central qu'il joue dans le contrôle de l'homéostasie du cholestérol, des acides biliaires, des triglycérides ou encore du glucose. Plus récemment, Fxrα ainsi que ses ligands, les acides biliaires, ont été localisés dans le testicule, soulevant la question du rôle potentiel de Fxrα dans cet organe, et plus généralement dans la fonction de reproduction mâle. Mais les études menées à ce sujet restent jusqu'à présent peu nombreuses, et focalisées sur son implication dans le contrôle du métabolisme des stéroïdes : l'activation in vivo de Fxrα par un agoniste synthétique conduit ainsi chez l'adulte à court terme à une répression de la stéroïdogenèse. Outre son rôle dans le contrôle de l'activité endocrine des cellules de Leydig, l'impact de l'activation in vivo de Fxrα sur la physiologie plus globale du testicule n'a jamais été abordé à ce jour. De telles études seraient pourtant pertinentes étant donné que Fxrα est ciblé pour le traitement de pathologies métaboliques telles que la dyslipidémie ou le diabète. Dans ce contexte, l'objectif de ce travail de thèse était d'étudier le rôle de Fxrα dans la physiologie et la pathophysiologie du testicule, en s'appuyant sur l'analyse d'un modèle murin dont le gène codant Fxrα a été invalidé. Nos résultats démontrent que : 1) la perte de Fxrα prédispose le testicule à une sur-mortalité des cellules germinales dans un contexte pathologique de cholestase ; 2) la sur-activation de la signalisation Fxrα au cours de la puberté conduit à un défaut de la différenciation germinale, associée à une altération de la fonction endocrine du testicule ; 3) outre la régulation de la stéroïdogenèse dans les cellules de Leydig, Fxrα participe au contrôle des fonctions sertoliennes et de la prolifération et / ou différenciation des cellules germinales souches. L'ensemble de ces données définissent Fxrα comme un nouvel acteur impliqué dans le contrôle de la physiologie testiculaire et devraient être prises en considération quant-à l'utilisation de molécules agonistes et / ou antagonistes de Fxrα dans le cadre du traitement de pathologies métaboliques. / Fxrα is the bile acid nuclear receptor, predominantly expressed in liver, intestine, kidney and adrenal glands. In recent years, interest in Fxrα has been increasing due to its central role in the control of cholesterol, bile acids, triglycerides or glucose homeostasis. More recently, Fxrα and its ligands, bile acids, have been detected in the testis pointing out its potential involvement in this tissue and more widely in the male reproductive functions. However, the few studies on this topic focused essentially on Fxrα involvement in the control of steroids metabolism. Indeed, activation of Fxrα in vivo with a synthetic agonist leads to short-term steroidogenesis repression in the adult. In vivo the impact of alteration of Fxrα signaling on the global testis physiology has never been explored so far. Such studies would be pertinent considering that Fxrα is a target for the treatment of metabolic diseases such as dyslipidemia or diabetes. In this context, the aim of my work was to study the implication of Fxrα in testis physiology and physiopathology by analyzing a knock out mouse model for Fxrα. Our results show that: 1) the loss of Fxrα increase germ cell mortality in the testis in a disease context of cholestasis ; 2) over-activation of Fxrα signaling during puberty leads to germ cell differentiation defects, associated with an alteration of testis endocrine function ; 3) besides steroidogenesis control in Leydig cell, Fxrα is involved in Sertoli cell functions and spermatogonial stem cell proliferation and/or differentiation. Taken together, these data define Fxrα as a new actor involved in the control of testis physiology, and should be taken into consideration regarding the use of Fxrα agonistic or antagonistic ligands for the treatment of metabolic diseases.

Dans le contexte de la physiologie comparée de la reproduction, les amphibiens sont peu étudiés. Le travail réalisé durant cette thèse visait à analyser des marqueurs de différenciation testiculaire chez l'urodèle Pleurodeles waltl, dont le déterminisme génétique du sexe (ZZ/ZW) peut être influencé par la température. Nos études ont d'abord porté sur le gène sox9 marqueur de la différenciation testiculaire chez les vertébrés supérieurs. Le gène cloné chez le pleurodèle montre une bonne conservation par rapport aux autres vertébrés. Son expression plus élevée dans la gonade mâle n'apparaît que tardivement suggérant qu'il n'est probablement pas impliqué dans les stades précoces de la différenciation testiculaire. En outre, son expression dans le mésonéphros rend difficile son utilisation comme marqueur de différenciation testiculaire. Nous avons ensuite étudié l'Amh, hormone testiculaire impliquée dans la régression des canaux de Müller chez de nombreux vertébrés. Son expression spécifique de la gonade, précocement plus élevée chez les larves ZZ que les ZW en font un excellent marqueur de la différenciation testiculaire. Le fait que les pleurodèles mâles voient les canaux de Müller persister malgré la présence d'Amh suggère que la fonction primaire de cette hormone était en relation avec la différenciation gonadique et que la fonction de régression des canaux de Müller n'est apparue que secondairement au cours de l'évolution. Ces marqueurs ont été mis à profit pour caractériser le phénotype gonadique lors d'inversions sexuelles ou lors de développements en absence de cellules germinales. Ils ont permis de montrer que les cellules germinales ne semblent pas jouer de rôle dans la différenciation gonadique du pleurodèle / In the context of comparative physiology of reproduction, amphibians are poorly studied. This work was dedicated to the analysis of testis differentiation markers in the newt Pleurodeles waltl, which shows a ZZ/ZW genetic mode of sex determination that can be affected by temperature. First, we studied sox9, a testis differentiation marker well characterized in many higher vertebrates. The gene cloned in Pleurodeles shows a good level of identity with other vertebrates. The testis-enriched expression appears late during the testis differentiation process indicating that it is probably not involved in the early steps of testis differentiation. Its use as a marker of testicular differentiation proved difficult since it is expressed not only in the gonads but also in the mesonephros. Then, we studied amh, a testis hormone responsible for müllerian duct regression in many vertebrates. Its early expression in the gonad, significantly higher in male than in female larvae makes it an excellent marker for testis differentiation. Since in Pleurodeles waltl, Müllerian ducts persist in males, it suggests that during the course of evolution, the function of Amh on the regression of Müllerian ducts appeared secondarily after its role in gonadal differentiation. These markers have been used to characterize the gonadal phenotype during sex reversal, or in gonads developed in the absence of germ cells. They showed that these cells do not seem to play a role in gonadal differentiation of Pleurodeles waltl

La mise en place de la lignée germinale au cours du développement constitue une des étapes fondamentales conditionnant la fertilité de l’individu adulte. Au cours des dernières décennies, le nombre croissant de couples consultant pour une aide médicale à la procréation a fait émerger l’hypothèse d’une altération des fonctions de reproduction chez l’Homme qui pourrait trouver son origine dans la perturbation du développement précoce. Dans l’ovaire fœtal, les cellules germinales s’orienteront vers la voie de l’ovogénèse, caractérisée entre autres par l’entrée en méiose de ces cellules. La majorité des données actuelles relatives à ces évènements sont issues du modèle murin alors que le développement de l’ovaire humain est significativement diffèrent de celui de la souris. Il est donc nécessaire d’approfondir nos connaissances du développement ovarien humain et d’identifier ses éventuelles perturbations. L’objectif de mon travail a été de mettre au point un outil d’étude du développement ovarien et d’identifier de nouvelles voies impliquées dans la régulation de l’entrée en méiose des cellules germinales fœtales humaines et leurs perturbations éventuelles.Nous avons mis au point un nouveau modèle de xénogreffe d’ovaires fœtaux humains du premier trimestre de gestation (au moment de l’apparition des premières cellules méiotiques). Ce modèle nous a permis d’observer un développement de l’organe et une différenciation des cellules germinales similaires à ceux observés in vivo. Ce modèle permettra des travaux à des âges auxquels le matériel d’étude est peu accessible. En couplant ce modèle de xénogreffe à une stratégie d’ARN-interférence, il nous a été possible d’inhiber l’expression d’un gène spécifiquement exprimé dans les cellules germinales ovariennes, DMRTA2, et de mettre en évidence un potentiel rôle de ce gène dans leur différenciation pré-méiotique. Nous avons observé une diminution du nombre de cellules ayant initié la méiose après inhibition de l’expression de ce gène. Par ailleurs, nous avons également identifié la présence dans l’ovaire fœtal de nombreux marqueurs décrits comme testiculaires chez la souris (PLZF, DNMT3L, FGF9, NANOS2 ou CYP26B1). L’expression de ces marqueurs pourrait expliquer la présence de cellules mitotiques tardives dans l’ovaire fœtal humain que nous avons pu observer jusqu’à 30 semaines de gestation. En parallèle de ces travaux, nous avons testé la sensibilité des cellules germinales à la dexaméthasone, glucocorticoïde pouvant être administré au cours de la grossesse. Il a été observé une augmentation de l’expression de PLZF, gène cible de l’activation des récepteurs aux glucocorticoïdes, pouvant expliquer la diminution du nombre de cellules germinales.En conclusion, ce travail de thèse a permis d’identifier un nouveau gène potentiellement régulateur de la transition mitose/méiose dans l’ovaire humain, et d’affiner nos connaissances sur le développement de l’ovaire humain et l’entrée en méiose des cellules germinales. Toutefois, de nombreuses questions restent posées ainsi de futures études devront clarifier si les cellules germinales mitotiques observées à des stades tardifs sont capables de se différencier en ovocytes compétents. / Woman fertility is partially dictated by the set up of the human female germ line. During the last ten years, which saw an increased number of couples consulting for assisted reproductive cares, the hypothesis of an early alteration in reproduction functions has emerged.In the fetal ovary, germ cells enter the path of oogenesis differentiation characterized by meiotic initiation. On this subject, vast majority of the scientific data are obtained from the mouse model, even if differences with human ovarian physiology are widely acknowledged. Therefore it is necessary to extend our knowledge on human ovarian development and identify its perturbations. The objective of my work was to assess a new model to study ovarian growth, studying regulation of meiotic entry and perturbation of germ line differentiation.We sat up a new xenograft model of early human fetal ovaries, when very early meiotic germ cells appear. Organ growth and germ cells differentiation were comparable with in vivo observations. Using this model with an RNA-interference strategy, we inhibited the expression of an oogonia germ cell gene, DMRTA2. This inhibition conducted to a significantly reduced number of germ cells gene that initiated meiosis and DMRTA2 seemed to be required for mitotic-meiotic transition. In another hand, we identified, in the ovary, the expression of germ cells markers described as specifically male in rodent (PLZF, DNMT3L, FGF9, NANOS2 ou CYP26B1). The expression of these markers in the human ovary could explain the observation of mitotic germ cells in late fetal ovaries (30 wpf).In parallel, we tested germ cells sensibility to a synthetic glucocorticoid, dexamethasone, administrated during pregnancy in some justified pathologies. We observed an increased expression of PLZF that could explain the decreased number of germ cells observed in treated ovaries.In conclusion, we identified a new gene expressed in human fetal ovaries, potentially involved in the meiotic entry, and we extended our knowledge to characterized human germ line development. However, many points have to be clarified, as the possible competence of late mitotic germ cells to form oocytes.

Le renouvellement annuel de la population de cellules germinales chez l'huître creuse Crassostrea gigas est une étape clé de son cycle de reproduction. La compréhension de ces mécanismes est essentielle à la maîtrise de la reproduction contrôlée de C. gigas, indispensable pour répondre à une demande croissante des ostréiculteurs, de naissain produit en écloserie. Les objectifs de cette étude étaient de déterminer l'origine et les mécanismes de renouvellement annuel des cellules germinales de C. gigas et de comprendre l'infuence des facteurs environnementaux sur ces processus. Le gène Oyster vasa-like gene (Oyvlg), premier marqueur spécifique des cellules germinales découvert chez les bivalves a été caractérisé. Ce gène, exprimé spécifiquement dans les cellules de la lignée germinale, nous a permis de déterminer que les cellules germinales de C. gigas, d'origine mésodermique, étaient différenciées dès le stade embryonnaire sous la forme de cellules germinales primordiales (PGCs). Ces PGCs seraient spécifiées par la localisation de déterminants cytoplasmiques transmis maternellement à l'embryon, dans une structure équivalente à un cytoplasme germinal. Les ARNm Oyvlg seraient l'un de ces déterminants germinaux. Au stade adulte, la population de cellules germinales apparaît renouvelée annuellement par la prolifération, au début du cycle de reproduction, de cellules germinales souches (GSCs), dispersées en petits groupes dans le tissu conjonctif pendant la période de repos sexuel. La différenciation des GSCs en gonies et la multiplication de ces gonies marque le début de la gamétogenèse. Afin de tester l'effet de la température et de la photopériode sur la gamétogenèse, des huîtres adultes ont été conditionnées expérimentalement pendant un an en écloserie, dans trois conditions de température et de photopériode différentes : (1) conditions dites "naturelles" reproduisant les cycles de température et de photopériode moyens enregistrés à Marennes-Oléron, (2) conditions "accélérées", deux fois plus rapides que les cycles naturels, (3) conditions "hivernales" constantes à 8°C et 8 heures de jour. Ces expérimentations ont mis en évidence une grande plasticité physiologique de la reproduction de C. gigas, dont le rythme se synchronise parfaitement sur celui des facteurs température / photopériode. Des photopériodes décroissantes pourraient stimuler la prolifération des cellules germinales souches alors que la température apparaît comme le facteur prédominant dans la régulation des mitoses goniales et de la maturation. Les températures basses (8°C – 11°C) semblent déclencher les mitoses goniales et les températures élevées accélèrent le processus de maturation des cellules germinales. L'utilisation de cycles de température et de photopériode modifiés (accélérés ou hivernaux) permettraient d'obtenir des pontes toute l'année en écloserie, y compris en période automnale généralement considérée comme réfractaire pour le conditionnement.