Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

L’infertilité affecte jusqu’à 15-20% des couples en âge de se reproduire. C’est pourquoi, mieux comprendre les mécanismes à la base de la fécondation est essentiel pour l’identification de nouvelles causes d’infertilité et l’optimisation des techniques de reproduction assistée. La capacitation est une étape de la maturation des spermatozoïdes qui se déroule dans le tractus génital femelle. Elle est requise pour la fécondation d’un ovocyte. Notre laboratoire a démontré que des protéines du plasma séminal bovin, appelées protéines Binder of SPerm (BSP), se lient aux phospholipides portant des groupements choline à la surface de la membrane des spermatozoïdes lors de l’éjaculation et promeuvent la capacitation. Ces protéines exprimées par les vésicules séminales sont ubiquitaires chez les mammifères et ont été étudiées chez plusieurs espèces dont l’étalon, le porc, le bouc et le bélier. Récemment, l’expression de gènes homologues aux BSP a été découverte dans les épididymes d’humains (BSPH1) et de souris (Bsph1 et Bsph2). Notre hypothèse est que les BSP chez ces deux espèces sont ajoutées aux spermatozoïdes lors de la maturation épididymaire et ont des rôles dans les fonctions spermatiques, similaires à ceux des protéines BSP bovines. Les protéines BSP humaines et murines représentent une faible fraction des protéines totales du plasma séminal. Pour cette raison, afin d’étudier leurs caractéristiques biochimiques et fonctionnelles, des protéines recombinantes ont été produites. Les protéines recombinantes ont été exprimées dans des cellules Escherichia coli origami B(DE3)pLysS en utilisant un vecteur d’expression pET32a. Suivant la lyse cellulaire, les protéines ont été dénaturées avec de l’urée et purifiées par chromatographie d’affinité sur ions métalliques immobilisés. Une fois liées à la colonne, les protéines ont été repliées à l’aide d’un gradient d’urée décroissant avant d’être éluées. Cette méthode a mené à la production de trois protéines recombinantes (rec-BSPH1 humaine, rec-BSPH1 murine et rec-BSPH2 murine) pures et fonctionnelles. Des expériences de chromatographie d’affinité et de co-sédimentation nous ont permis de démontrer que les trois protéines peuvent se lier à des ligands connus des protéines BSP comme la gélatine et l’héparine en plus de pouvoir se lier aux spermatozoïdes. Nos études ont également révélées que les deux protéines rec-BSPH1 peuvent se lier aux liposomes de phosphatidylcholine (PC) et sont capable de promouvoir la capacitation des spermatozoïdes. À l’opposé, rec-BSPH2 ne peut ni se lier aux liposomes de PC, ni stimuler la capacitation. Finalement, les protéines recombinantes n’ont aucun effet sur la réaction acrosomique ou sur la motilité des spermatozoïdes. Chez les bovins, les protéines BSP induisent la capacitation grâce des interactions avec les lipoprotéines de haute densité (HDL) et les glycosaminoglycanes. Puisque le HDL est également un joueur important de la capacitation chez la souris, le rôle de la protéine native BSPH1 murine au niveau de la capacitation induite par le HDL a été étudié. Les résultats obtenus suggèrent que, in vivo, la protéine BSPH1 de souris serait impliquée dans la capacitation via une interaction directe avec le HDL. Comme les protéines BSPH1 humaines et murines sont orthologues, ces résultats pourraient aussi s’appliquer à la fertilité humaine. Les résultats présentés dans cette thèse pourraient mener à une meilleure compréhension de la fertilité masculine et aider à améliorer les techniques de reproduction assistée. Ils pourraient également mener au développement de nouveaux tests diagnostiques ou de contraceptifs masculins. / Infertility can affect as much as 15-20% of couples of reproductive age. Therefore, elucidating mechanisms occurring during fertilization is needed to resolve cases of infertility and optimize assisted reproductive technology procedures. Sperm capacitation is a maturation step that takes place in the female genital tract and is deemed to be essential for sperm to fertilize an oocyte. Our laboratory has demonstrated that proteins from bovine seminal plasma called Binder of SPerm (BSP) proteins bind to choline phospholipids on the sperm membrane upon ejaculation and promote capacitation. These proteins expressed in seminal vesicles are ubiquitous amongst mammals and have been studied in many species including stallion, boar, ram and goat. More recently, the expression of BSP-homologous genes has been discovered in the epididymis of humans (BSPH1) and in mice (Bsph1 and Bsph2). We hypothesized that the BSP homologs in these two species are added to sperm during epididymal maturation and play similar roles in sperm functions as bovine BSP proteins. BSP proteins in humans and mice constitute only a minute percentage of the seminal plasma proteins. Thus, to study their biochemical and functional characteristics recombinant proteins were produced. Recombinant proteins were expressed in Escherichia coli origami B(DE3)pLysS cells using a pET32a expression vector. Following cell lysis, proteins were denatured using urea and purified by immobilized metal ion affinity chromatography. Once bound to the resin, proteins were refolded using a decreasing urea gradient after which they were eluted. This method led to the production of three pure, functional recombinant proteins (human rec-BSPH1, mouse rec-BSPH1 and mouse rec-BSPH2). Using affinity chromatography and co-sedimentation experiments, we were able to demonstrate that all three recombinant proteins bind known ligands of BSP proteins including gelatin, heparin and have the ability to bind to sperm. Studies also revealed that both rec-BSPH1 proteins bind to phosphatidylcholine (PC) liposomes and promote sperm capacitation. However, rec-BSPH2 neither binds to PC liposomes nor stimulates capacitation. Recombinant proteins had no effect on acrosome reaction or sperm motility. In bovine, BSP proteins promote sperm capacitation through interactions with high-density lipoproteins (HDL) and glycosaminoglycans. Since in mice HDL is also a major factor implicated in capacitation, the role of the native murine BSPH1 protein in HDL-induced capacitation was investigated. Results obtained suggest that, in vivo, murine BSPH1 protein could act in capacitation via a direct interaction with HDL. As human and murine BSPH1 are orthologs, these results could possibly also apply to human fertility. The results presented in this thesis could lead to a better understanding of male fertility and help improve assisted reproduction technology procedures. They could also lead to the development of diagnostic tests as well male contraceptives.

Au Sénégal, les normes sociales instituent le mariage et la procréation comme des règles fondamentales pour les couples. Les personnes infertiles sont de ce fait stigmatisées et subissent des pressions de la part de leurs familles et de leur entourage. D’une part, elles ont des difficultés à structurer leur identité sociale dans ce pays où la féminité est associée à la maternité et où la masculinité est associée à la paternité. D’autre part, elles sont symboliquement endettées par rapport à leurs familles car l’« enfant » constitue le contre-don de la vie qu’elles ont reçue à la naissance. Le genre et le don structurent ainsi la problématique du rejet des personnes infertiles au Sénégal. Malgré les souffrances psychologiques et sociales induites par l’infertilité, les politiques sanitaires se détournent de cette situation et occultent la pratique de l’assistance médicale à la procréation (AMP). Pourtant, l’AMP permet aux couples infertiles, lorsqu’elle aboutit à une grossesse, une sortie de la stigmatisation sociale. Dans le cas contraire, la relation peut s’orienter vers une rupture. Les technologies de reproduction réalisées dans la société sénégalaise restent très inégalitaires et délaissent toute une partie de la population qui souhaiterait bénéficier de ces techniques médicales. Les couples moins aisés se dirigent vers la médecine traditionnelle ou poursuivent leurs consultations dans le secteur public. L’AMP au Sénégal propose une solution à l’infertilité, mais les couples qui y recourent, le font dans le plus grand secret de peur de bouleverser les normes reproductives et de filiation. / In Senegal, the social standards establish the marriage and the reproduction as fundamental rules for the couples. The barren persons are of this fact stigmatized and undergo pressures by their families and of their circle of acquaintances. On one hand, they have difficulties to structure their social identity in this country where the femininity is associated to the maternity and where the manliness is associated to the paternity. On the other hand, they are symbolically got into debt with regard to their families because the "child" constitutes the against gift of the life that they received in the birth. The gender and the gift structure the problem of rejection of the barren persons in Sénégal. In spite of the psychological and social sufferings induced by the infertility, the sanitary politics turn away from this situation and hide the practice of assisted reproductive technology (ART). Nevertheless, ART allows the barren couples, when it ends in a pregnancy, an exit of the social stigmatization. Should the opposite occur, the relation can turn to a marital breakdown. The new technologies of reproduction realized in the Senegalese society remain very unegalitarian and abandon a whole part of the population which would like to benefit from these medical techniques. The couples with modest incomes go to the traditional medicine or pursue their consultations in the public sector. ART in Senegal proposes a solution for infertility, but the couples which resort to it, make it in the greatest secrecy for fear of upsetting the reproductive standards and of filiation.

Les chromosomes marqueurs surnuméraires (CMS) sont définis comme des chromosomes de structure anormale qui ne peuvent pas être identifiés ni caractérisés de façon non ambigüe par les techniques de cytogénétique conventionnelle seules et qui sont de taille égale ou plus petits qu’un chromosome 20 de la même métaphase. La prévalence de cette anomalie chromosomique est estimée à 0,071% en post-natal, 0,075% en diagnostic prénatal et 0,288% chez les patients atteints de retard mental et/ou du développement. Chez les patients infertiles, la fréquence des CMS est estimée à 0,122% et varie selon le sexe. Les CMS sont sans conséquence clinique dans 70% des cas. Dans un tiers des cas, ils peuvent être responsables de nombreuses anomalies du développement et de la reproduction humaine. A ce jour, il existe très peu d’études de caractérisation des CMS permettant une cartographie précise des gènes présents. Dans ce travail, nous avons étudié une série de huit CMS par cytogénétique conventionnelle, FISH (fluorescent in situ hybridization) et CGH array (array comparative genomic hybridization). Nous avons établi une cartographie des gènes présents dans ces CMS. L’étude de la relation génotype-phénotype des patients nous a permis de proposer l’implication de certains gènes candidats dans des anomalies du développement et de la reproduction humaine. Notre étude de l’implication des CMS dans les anomalies du développement humain s’est basée sur l’étude cytogénétique de trois fœtus. Les deux premiers fœtus étaient porteurs d’un CMS(20) en anneau. Le sujet 1 présentait un retard de croissance intra-utérin (RCIU) et une dysmorphie cranio-faciale. Le sujet 2 n’avait pas d’anomalies particulières à part une obésité diagnostiquée à l’âge de quatre mois. La taille de ces CMS(20) était de 13,6 Mb pour le sujet 1 et 4,8 Mb pour le sujet 2. Le gène SSTR4 présent sur le CMS(20) du sujet 2 code pour un récepteur de la somatostatine. Cette hormone joue un rôle dans le comportement alimentaire. Le troisième fœtus présentait un hygroma kystique et un RCIU associé à un CMS(13) néocentromérique. Les explorations par CGH array ont révélé un gain chromosomique de la région 13q21.1qter de 39 Mb contenant 80 gènes dont GPC5, GPC6, SPRY2, EFNB2, SOX1 et DZIP1. La modification d’expression de ces gènes est susceptible d’être responsable du phénotype des sujets étudiés.Notre étude de l’implication des CMS dans les anomalies de la reproduction humaine s’est basée sur l’étude cytogénétique de cinq patients qui présentaient des troubles de la fertilité (anomalies de la spermatogenèse, insuffisance ovarienne prématurée, syndrome des ovaires polykystiques et fausses couches spontanées). Les CMS explorés par CGH array correspondaient aux régions chromosomiques 15q11.2 (3,6 Mb), 21p11.2 (0,266 Mb), 6p11.2q12 (9 Mb) et 20p11.21 (3,3 Mb). Le CMS d’une des patientes ne contenait pas d’euchromatine et une autre patiente était porteuse de deux CMS d’origines chromosomiques différentes. Plusieurs gènes candidats (POTE B, BAGE et THBD) ont pu être identifiés. La modification de leur expression ainsi que des effets mécaniques ou biochimiques perturbant la méiose et la maturation des gamètes pourraient être responsables des troubles de la fertilité observés chez ces patients. L’étude des CMS par CGH array nous a permis de caractériser précisément les points de cassure des CMS, leur taille et leur composition génétique afin de cartographier les gènes présents dans les CMS et d’établir des relations entre le génotype et le phénotype des patients. / Small supernumerary marker chromosomes (sSMC) are defined as structurally abnormal chromosomes which cannot be unambiguously identified or characterized by conventional banding cytogenetic techniques alone and are generally equal in size or smaller than a chromosome 20 of the same metaphase spread. sSMC frequency is estimated at 0.071% in postnatal cases, 0.075% in prenatal cases, and 0.288% for mentally and/or development retarded patients. In infertile patients cases, sSMC frequency is estimated at 0.122% and is different in male (0.165%) and female infertility (0.022%). sSMC have no clinical consequences in 70% of the cases. In one third of the cases, they can be responsible for various human development and reproduction anomalies. To date, only a few studies precisely characterizing the sSMC contents have been performed.In this study, we used conventional cytogenetics, FISH (fluorescent in situ hybridization) and array CGH (array comparative genomic hybridization) to characterize eight sSMC and to precisely localize the genes included. The study of the genotype-phenotype correlations of the patients led us to suppose the implication of some candidate genes in human development and reproduction anomalies.Our study of the implication of sSMC in human development anomalies was based on the cytogenetic study of three fetuses. The first two fetuses carried a ring sSMC(20). Case 1 presented with intrauterine growth retardation and craniofacial dysmorphism. Case 2 had a normal phenotype except for obesity diagnosed at the age of four months. The size of these sSMC(20) was approximately 13,6 Mb for case 1 and 4,8 Mb for case 2. The SSTR4 gene located on the case 2 sSMC(20) is coding for one of the somatostatin receptor. This hormone has multiple effects on variable cells and is implicated in the regulation of food behavior, which could explain the obesity of case 2. Case 3 presented with intrauterine growth retardation and a cystic hygroma associated with a neocentric sSMC(13). Array CGH investigations showed a 32.9 Mb gain from 13q31.1 to 13qter region containing 80 genes. Among these genes, six genes could be involved in the phenotype of the proband (GPC5, GPC6, SPRY2, EFNB2, SOX1 and DZIP1). The expression modification of these genes could be responsible for the phenotype observed.Our study of the implication of sSMC in human reproduction anomalies was based on the cytogenetic study of five patients presenting fertility troubles (spermatogenesis impairment, ovarian insufficiency, polycystic ovary syndrome and repeated abortions). The sSMC explored by array CGH corresponded to the 15q11.2 region (3.6 Mb), the 21p11.2 region (0.266 Mb), the 6p11.2q12 region (9 Mb) and 20p11.21 region (3.3 Mb). The sSMC of one of the patients did not contain euchromatin and one patient carried two sSMC derived from two different chromosomes. Among the genes present on the sSMC, some candidate genes (POTE B, BAGE and THBD) have been identified. The modification of their expression and mechanical or biochemical effects of the sSMC impeding meiosis could be directly responsible for the fertility trouble observed in these patients. A detailed molecular cytogenetic investigation using array CGH allowed us to precisely characterize the chromosomal breakpoints, the size and genomic constitution of sSMC. This study may be helpful to address genotype–phenotype correlations and for medical and genetic counseling.

Vouloir un enfant et de pas parvenir à en concevoir peut constituer pour le couple qui consulte en centre de procréation médicalement assistée (PMA) une véritable épreuve assimilable à une crise de vie voire même à un deuil, celui notamment de la fertilité naturelle. Selon que l'on soit une femme ou un homme, le vécu peut différer. La prise en charge en centre de PMA peut s'accompagner de sentiments ambivalents. Le couple peut débuter les tentatives avec beaucoup d'espoir puis, lorsqu'ils ne sont pas satisfaits, passer par des phases plus négatives. Des tensions peuvent apparaître dans la relation de couple, affectant la communication et le vécu individuel. Certaines études se sont intéressées au vécu de ceux qui consultaient en centre de PMA mais rares sont finalement celles qui, en France, ont sondé leur projet d'enfant de façon précise par le biais de questionnaires. Il en est de même pour leur vécu corporel qui semble souvent délaissé malgré l'impact que peuvent représenter l'infertilité et les traitements associés sur l'identité et l'image du corps, notamment, sur la satisfaction corporelle. Ce travail a donc eu pour objectif d'étudier de façon exploratoire le projet d'enfant ainsi que le vécu corporel des couples consultant en centre de PMA au moyen d'outils complets et récemment soumis à validation. Les individus (N=102, moyenne d'âge=36 ans) ont été rencontrés dans trois centres de PMA (Hôpital Jean Verdier de Bondy, Hôpital Bèclère de Clamart et Hôpital Pellegrin de Bordeaux) et invités à remplir les questionnaires qui leur ont été fournis. Certains couples ont aussi été observés et écoutés lors de leur entretien avec le psychologue de la structure afin de compléter les résultats issus des questionnaires. Ces résultats ont été comparés avec ceux du groupe témoin. Les résultats de cette étude suggèrent qu'il existe des différences de vécu en fonction du genre mais aussi entre le groupe clinique et le groupe contrôle. On note, par exemple, que les individus consultant en centre de PMA sont plus satisfaits de leur apparence corporelle que la population témoin, ce qui va à l'encontre des résultats attendus. Cette étude exploratoire a soulevé de nombreuses questions et montre l'intérêt qu'il y a à s'intéresser au vécu corporel et au projet d'enfant des couples consultant en centre de PMA. Elle offre des perspectives non seulement cliniques mais aussi préventives ainsi que pour des recherches futures en ce qui concerne la problématique infertile. / To will a child without success to get it is a difficult step for couple who consult in Medically Assisted Procreation (MAP) center. This step can be comparable to crisis, or even bereavement, notably the natural fertility mourning. As we are a woman or a man, the personal experience can be different. Ambivalent feelings can come along the coverage of couple in MAP center. Couple can start attempt with lot of hope then, when they are not satisfied, go through negative one. Tensions can appear in the couple relationship, affecting communication and personal experience. Some studies were interested on personal experience of those who consult on MAP center, but French studies assessing child project through questionnaire are scarce. Studies of body dissatisfaction of these peoples are often unaccounted-for despite the involvement of infertility and associated treatment on identity and body dissatisfaction. This work aimed to study, in an exploratory way, child project and physical personal experience of couple consulting in MAP center, through comprehensive and validated tools. Subjects (N=102, M age=36 y.o.) have been chosen in 3 MAP centers (Hospital Jean Verdier at Bondy, Hospital Bèclère at Clamart and Hospital Pellegrin at Bordeaux) and were invited to fill out questionnaires. To complete questionnaires results, some couples have been observed during interview with the psychologist from the hospital. These results have been compared with those from the control group. Results suggest there is a different personal experience according to the gender but also between control group and clinical one. Notably, couples consulting in AMP center are more satisfied of their body appearance than the control group, which is in opposite of expected results. This exploratory study raised numerous questions and shows the interest to study physical personal experience and the child project of couple consulting in AMP center. It gives clinical and precautionary measure prospects as well as future research on infertile problems.

L'infertilité affecte environ 15% des couples et l'étiologie est masculine dans la moitié des cas.Cette thèse étudie trois facteurs de l'infertilité masculine et se divise en deux parties décrites ci-dessous. Dans la première partie,l'équipement chromosomique et la fragmentation de I'ADN spermatique dans les gamètes d'hommes infertiles ont été étudiés par la technique FISH et TUNEL. Chez 4 patients présentant une mosaïque gonosomique, un taux élevé de gamètes aneuploïdes et de fragmentation de I'ADN spermatique a été observé. Concernant les l3 patients ayant une anomalie chromosomique de structure, l'équipement chromosomique et l'état de I'ADN spermatique ont été analysés dans chaque gamète. Les résultats montrent que les gamètes chromosomiquement déséquilibrés ont un ADN plus fragmenté que ceux dont l'équipement chromosomique est normal ou équilibré. Dans la deuxième partie, la mise au point d'une technique d'étude du transcriptome dans les spermatozoïdes a été faite sur des échantillons de sperme frais et congelé. La combinaison d'un gradient de densités discontinues et d'une lyse des cellules somatiques permet d'éliminer complètement des cellules somatiques en récupérant le maximum possible de spermatozoïdes dans le sperme. Le kit NucleoSpin RNA XS (Macherey Nagel) est plus adapté pour I'extraction d'ARN spermatiques que le kit d'extraction d'ARN de chez Qiagen. La pureté des ARN spermatiques est vérifiée par RT-PCR et le Bioanalyzer 2700. Ces deux méthodes donnent des résultats similaires et concordants. L'analyse de microarray montre que les spermatozoïdes frais ne partagent pas le même profil d'expression génétique que les spermatozoïdes congelés. / Infertility affects about 15% of couples with male factor found in half of the cases. This Ph.D thesisinvestigates three causes of male infertility including chromosomal abnormality, genetic disorderand factors related to alterations in sperm DNA quality. The thesis is organized into two parts.In the first part, the chromosomal equipment and sperm DNA fragmentation in gametes of infertilemen were assessed by FISH and TUNEL. On the one hand, a high rate of aneuploid gametes andsperm DNA fragmentation were observed in four patients with gonosomal mosaicism. On the otherhand, analysis of chromosomal equipment and sperm nuclear DNA in each gamete from 13 patientswith structural chromosome abnormalities showed that unbalanced gametes have more fragmentedDNA than normal or balanced ones.In the second part, a technique for analysing the transcriptome in spermatozoa was developed onfresh and frozen semen. In fact, the combination of a discontinuous density gradient and a somaticcell lysis solution makes it possible to completely eliminate somatic cells and to recover as manysperms in the semen as possible. The XS NucleoSpin RNA kit (Macherey Nagel) was found to bemore suitable for RNA extraction than the RNA extraction kit from Qiagen. The purity of sperm RNA was verified by both RT-PCR and the Bíoanalyzer 2100. These two methods have yieldedsimilar and consistent results. The microarray analysis showed that fresh sperms do not share thesame gene expression profile than frozen ones.

Un certain nombre d'études épidémiologiques ont montré au cours des cinquante dernières années une augmentation des infertilités, des malformations de l'appareil reproducteur masculin et des cancers testiculaires. Une des hypothèses est que, l'exposition durant la vie foetale ou néonatale à des composés présents dans l'environnement capables d'interférer avec le système hormonal (perturbateurs endocriniens), serait responsable de l'augmentation de l'incidence de ces pathologies. Les molécules qui sont suspectées d'avoir des effets néfastes à long terme sur le tractus génital mâle possèdent des activités de type estrogénique ou antiandrogénique. Parmi les mécanismes impliqués dans l'effet à long terme, un certain nombre d'auteurs mettent en avant l'intervention de mécanismes de type épigénétiques. Dans ce contexte, nous avons utilisé deux types de modèles expérimentaux reposant sur l'exposition développementale de rats à ces composés : un modèle d'exposition néonatale à un estrogène (estradiol benzoate) et un modèle d'exposition foetale à un antiandrogène (flutamide). Les deux modèles expérimentaux induisent chez le rongeur un phénotype d'hypospermatogenèse. Dans le cas de l'exposition néonatale à l'estradiol benzoate nous montrons que l'hypospermatogenèse observée chez les animaux à l'âge adulte est due à l'activation chronique de l'apoptose des cellules germinales testiculaires. Cette apoptose mettrait en jeu, par un mécanisme post-transcriptionnel, la diminution à long terme de l'expression de protéines clés de la machinerie épigénétique de méthylation de l'ADN, les ADN méthyltransférases (DNMT 3A, 3B et 1), et du facteur antiapoptotique, MCL-1. D'un point de vue fonctionnel, la chute d'expression des DNMTs se traduit notamment par l'augmentation d'expression des éléments transposables LINE-1 et du gène Ibtk normalement contrôlés par méthylation de l'ADN. En amont, la chute d'expression des DNMTs et de MCL-1 serait dépendante de l'augmentation d'expression d'autres effecteurs épigénétiques, les microRNAs de la famille miR-29. Dans le cas de l'exposition in utero au flutamide, notre travail indique que l'apoptose chronique des cellules germinales serait liée à la diminution à long terme de l'expression des inhibiteurs d'apoptose cIAP1 et cIAP2, et une augmentation d'expression de leur inhibiteur SMAC/DIABLO. En revanche, l'absence de mort des cellules somatiques testiculaires (Sertoli et Leydig) dans ce modèle serait due à l'augmentation d'expression spécifiquement dans ces cellules des inhibiteurs d'apoptose XIAP et SURVIVIN. Par ailleurs, le phénotype d'apoptose observé à l'âge adulte impliquerait également une altération précoce de l'expression des DNMTs. En conclusion, nous apportons une réponse mécanistique au phénotype de programmation foetale/néonatale d'apoptose des cellules germinales testiculaires adultes. En effet, l'augmentation des miR-29s provoquerait : (1) une chute d'expression des DNMTs altérant ainsi le profil de méthylation des gènes, et (2) une chute d'expression de facteurs protégeant les cellules germinales contre l'apoptose comme le facteur MCL-1.

Le contexte social dans lequel s’inscrivent le désir d’enfant et la procréation en Occident s’est profondément transformé au cours des dernières décennies. Après l’introduction de la contraception et l’augmentation du nombre d’enfants nés hors mariage, le développement des nouvelles techniques reproductives et de l’adoption, notamment l’adoption internationale, ont à leur tour contribué à la transformation des cadres dans lesquels s’inscrivent les relations de parenté et la formation des familles. À partir de l’étude de témoignages de couples québécois dont les échecs successifs en procréation médicalement assistée (PMA) ont mené à la décision d’adopter, cette thèse interroge les multiples dimensions qu’implique un tel type de trajectoire. Sur le plan social, tant la procréation médicalement assistée que l’adoption nécessitent l’intervention d’une tierce partie pour concrétiser et faire reconnaître l’établissement du lien filiatif, soit la médecine dans le cas de la PMA et celle des autorités juridiques et gouvernementales dans le cas de l’adoption. Les deux phénomènes mettent également en scène des situations et des enjeux hautement révélateurs des valeurs et des représentations collectives en matière de parenté et de famille. D’un premier abord, le type de parcours étudié semble illustrer le passage entre deux sphères complètement distinctes: celle de la nature et du biologique incarnée par la PMA et celle de la culture et du lien social incarnée par l’adoption. Or, l’étude des trajectoires des participants donne à voir une situation beaucoup plus complexe où s’entremêlent un ensemble d’explications et de facteurs relatifs au désir d’enfant, à la famille, à la parentalité qui ne font sens qu’une fois replacés dans le contexte des grandes tendances sociales et idéologiques qui traversent notre société. Plus globalement, les analyses proposées dans cette thèse participent au développement d’une anthropologie de la parenté qui tienne compte des dynamiques et des tensions qui touchent la famille moderne. / The social context surrounding reproduction and the desire for children in the West has undergone a profound transformation in recent decades. Following the introduction of contraception and the increase in the number of children born out of wedlock, the development of new reproductive technologies and adoption, particularly international adoption, has in turn contributed to transforming the frameworks surrounding kinship and the formation of families. Based on the testimonials of Québec couples whose successive failures in medically assisted procreation (MAP) have led them to the decision to adopt, this thesis examines the multiple dimensions involved in this type of trajectory. Socially, both AR and adoption require the intervention of a third party to establish and legitimize filiation: the medical profession in the case of AR, and legal and government authorities in the case of adoption. Both phenomena also put into play situations and issues that are highly revealing of values and collective representations regarding kinship and the family. At first glance, the type of path studied seems to illustrate a transition between two completely separate spheres: that of nature and biology embodied by AR, and that of culture and social relations embodied by adoption. However, the study of the participants’ trajectories reveals a much more complex situation in which a set of explanations and factors related to the desire for children, the family, and parenthood intertwine and make sense only when viewed in the context of the major social and ideological trends that our society is undergoing. More generally, the analyses proposed in this thesis contribute to the development of an anthropology of kinship that accounts for the dynamics and tensions that affect the modern family.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

La protéine TAT1 (Testis Anion Transporter 1 ; SLC26A8) appartient à la famille des SLC26, une famille de transporteurs d’anions qui contribuent dans différents épithelia à l’homéostasie cellulaire. La protéine TAT1 s’exprime exclusivement dans les cellules germinales mâles, chez l’homme et chez la souris. Sur le spermatozoïde mature, la protéine TAT1 est localisée à la jonction des pièces intermédiaire (PI) et principale (PP) du flagelle, au niveau de l’annulus, une structure en forme d’anneau composée de différents polymères de Septines (1, 4, 6, 7 et 12).Le modèle murin d’invalidation du gène Tat1 présente une infertilité mâle par asthénozoospermie totale (absence de mobilité des spermatozoïdes) et des défauts de capacitation associés à des anomalies structurales du flagelle (plicature du flagelle, disjonction entre la PI et la PP, atrophie de l’annulus). Ce modèle indique que la protéine TAT1 pourrait avoir un rôle structural dans le maintien de l’annulus et dans la mise en place du flagelle. Par ailleurs, la protéine TAT1 possédant une activité de transport d’anions, il est vraisemblable qu’elle puisse influer directement sur la régulation de la mobilité et de la capacitation puisqu’il est bien établi que les échanges ioniques sont essentiels au contrôle de ces deux processus.En effet, les ions chlorure, bicarbonate et calcium participent à l’activation de la voie de signalisation AMPc/PKA, au cours des processus de mobilité et de capacitation (i.e. processus de maturation ayant lieu dans le tractus génital féminin et conférant au spermatozoïde un mouvement hyperactivé et la capacité à interagir avec l’ovocyte).Plusieurs travaux ont montré une interaction physique et fonctionnelle des membres de la famille SLC26 avec le canal chlorure/bicarbonate CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator) dont les mutations sont responsables de la mucoviscidose. De manière intéressante des données récentes ont montré l’expression de CFTR dans le spermatozoïde et son rôle dans la régulation des flux de chlorure au cours de la capacitation. Au cours de ma thèse, nous avons testé la coopération entre les protéines TAT1 et CFTR ; nous avons pu montrer que la protéine TAT1 est capable d’interagir physiquement avec CFTR et de stimuler son activité de transport d’anions, suggérant qu’in vivo les deux protéines forment un complexe moléculaire impliqué dans la régulation des flux de chlorure et de bicarbonate dans le spermatozoïde.Tout comme TAT1, plusieurs membres de la famille SLC26 ont une expression tissulaire spécifique. Par ailleurs, les mutations génétiques de certains SLC26 sont associées à des pathologies humaines (surdité, diarrhée chlorurée congénitale et chondrodysplasie). De par le phénotype du modèle murin Tat1 et l’importance des SLC26 en pathologie humaine, TAT1 constitue un bon candidat dans la recherche des causes génétiques des asthénozoospermies humaines.Le laboratoire a mis en place au cours de ma thèse, un projet de recherche de mutations du gène TAT1 dans les asthénozoospermies humaines. Le séquençage des régions codantes du gène TAT1 dans une cohorte de 147 hommes infertiles par asthénozoospermie a ainsi permis d’identifier des variations de séquence inédites du gène chez 7 sujets. L’étude in vitro de certains variants indique pour trois d’entre eux une instabilité des formes mutantes associée à un défaut de stimulation du canal CFTR, in vitro. Par ailleurs, les spermatozoïdes de ces patients présentent d’importantes anomalies flagellaires dans la mise en place de la pièce intermédiaire, compatible avec un rôle de la protéine TAT1 et de ses partenaires (les septines) dans la genèse du flagelle / TAT1 (Testis Anion Transporter 1 ; SLC26A8) belongs to the SLC26 family of anion transporters, which is implicated in cellular homeostasis of different epithelia. TAT1 is exclusively expressed in male germ cells, in human and mouse. On mature spermatozoa, TAT1 is located at the annulus, a ring-shaped structure composed of different septins polymers (1, 4, 6, 7 and 12), at the junction of the midpiece (MP) and principal piece (PP) of the flagellum.The knock-out mouse model of Tat1 gene shows a male infertility by complete asthenozoospermia (lack of sperm motility) and capacitation defects combined with flagellar structural abnormalities (flagella bending, MP and PP disjunction and atrophy of the annulus). This model suggests that the TAT1 protein could fulfill structural roles in the annulus and during flagellum biogenesis. Moreover TAT1 displayind an anion transport activity, it could also be implicated in the control of sperm motility and capacitation by regulating anions exchannges, which are well known to be essential for both processes.Indeed, chloride, bicarbonate and calcium ions are involved in the activation of the cAMP/PKA pathway, controlling sperm motility and capacitation processes (i.e. maturation events occuring in the female genital tract and providing the spermatozoa an hyperactivation movement and the ability to interact with oocyte).Several publications have reported a physical and functionnal interaction between SLC26 family members and the chloride/bicarbonate CFTR channel (Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator), which mutations are responsible of cystic fibrosis. Interestingly, recent data showed CFTR expression in spermatozoa and its role in the regulation of chloride fluxes during capacitation. During my thesis, we tested TAT1 and CFTR cooperation; we showed that TAT1 can interact physically with CFTR and stimulate its anion transport activity, suggesting that in vivo they form a molecular complex involved in the regulation of chloride and bicarbonate fluxes during sperm capacitation.Like TAT1, several SLC26 family members have a tissue specific expression. Furthermore genetic mutations in several SLC26 members result in human pathology such as deafness, congenital chloride diarrhea and chondrodysplasia. According to the phenotype of the KO Tat1 mouse model and the role of SLC26 members in human pathology, TAT1 constitutes a good candidate for the search of genetic causes of human asthenozoospermia.During my thesis, the laboratory has set up, a research project aiming at identifying mutations in the TAT1 gene that are responsible for human asthenozoospermia.Sequencing of the TAT1 gene coding regions in a cohort of 147 infertile men presenting with asthenozoospermia allowed us to identify several new sequence variations in in the TAT1 gene. In vitro study of these variants shows that 3 of them are associated with protein instability and abrogate CFTR stimulation. Besides, patients sperm show important flagellar abnormalities in the midpiece, consistent with a role of TAT1 and its partners (septins) in flagellum biogenesis.