Des chercheurs de l’Institut Max Planck pour les sciences multidisciplinaires ont développé une méthode d’imagerie en direct qui révèle le processus de l’ovulation avec des détails sans précédent. L’équipe a suivi les observations initiales en effectuant des tests d’inhibition pour confirmer les effets causals.
Les ovocytes sont des ovules immatures stockés dans les follicules ovariens. Une fois par cycle ovarien, un ovocyte mûrit pour devenir un ovule fécondable et est libéré du follicule. Ce processus de libération est ce que nous appelons l’ovulation.
Les études d’ovulation sont généralement réalisées avec des tissus fixés, capturant des moments précis du processus. Bien qu’utiles, ces analyses ponctuelles sont limitées lorsqu’il s’agit de comprendre quelque chose d’aussi dynamique que l’ovulation.
Le rapport technique, « L’imagerie ex vivo révèle le contrôle spatio-temporel de l’ovulation », publié dans Biologie cellulaire naturellemontre comment les chercheurs ont utilisé une nouvelle méthode de capture d’images pour identifier trois phases distinctes de l’ovulation : l’expansion, la contraction et la rupture du follicule, aboutissant à la libération d’un ovule.
Ovulation dans un follicule ovarien isolé exprimant un marqueur de membrane cellulaire (Myr – TdTomato ; vert) et un marqueur chromosomique (H2B – GFP ; magenta). La microscopie confocale permet l’étude détaillée des mouvements cellulaires et ovocytes à l’intérieur du follicule (encadré). Crédit: Biologie cellulaire naturelle (2024). DOI : 10.1038/s41556-024-01524-6
Les images ont été capturées à l’aide d’une combinaison de microscopie confocale et à deux photons, d’imagerie en direct de follicules ovariens de souris isolés. Des donneurs de souris transgéniques dotés de marqueurs d’expression des membranes cellulaires et de l’ADN ont contribué à rendre visibles des mouvements complexes.
La technique a capturé le processus d’ovulation par imagerie à intervalles de 10 minutes sur 24 heures, permettant une observation détaillée de l’ovulation au niveau cellulaire et folliculaire entier. L’équipe a suivi les observations initiales et les résultats de la collecte de données en effectuant des tests d’inhibition pour confirmer les effets causals.
L’étude a identifié l’expansion folliculaire comme la première phase, entraînée par la sécrétion d’acide hyaluronique et l’afflux de liquide, qui ont augmenté le volume du follicule. Les premières observations d’augmentations ont conduit à un test d’inhibition de la synthèse de l’acide hyaluronique, entraînant une expansion réduite et un blocage de l’ovulation, confirmant le rôle direct.
Ovulation dans un follicule ovarien isolé exprimant une membrane cellulaire (Myr – TdTomato ; vert) et un marqueur chromosomique (H2B – GFP ; magenta), injecté en outre avec du dextrane fluorescent dans l’antre folliculaire pour marquer le mouvement du liquide folliculaire (rouge). Cette vidéo met en évidence les trois étapes de la rupture folliculaire : rupture liquidienne (I), rupture cellulaire (II) et libération de l’ovule (III). Crédit: Biologie cellulaire naturelle (2024). DOI : 10.1038/s41556-024-01524-6
Vint ensuite la contraction, contrôlée par les cellules musculaires lisses de la couche externe du follicule, éventuellement régulée par la signalisation de la progestérone et de l’endothéline. L’inhibition de ces voies a réduit les taux de contraction et d’ovulation, confirmant cette interaction.
Finalement, la rupture du follicule a commencé, suivie de la libération du liquide folliculaire, des cellules du cumulus et de l’ovule. La rupture et la libération des œufs se produisent en trois étapes : la rupture du liquide, la rupture cellulaire et la libération des œufs.
Des mécanismes moléculaires de production d’énergie mitochondriale et de contractilité de l’actomyosine se sont également avérés à l’origine de ce processus. Entre 6 et 9 heures après le déclenchement de l’ovulation initiale, l’analyse de l’expression génique a révélé une régulation positive des voies liées à l’activité de la chaîne respiratoire mitochondriale, indiquant une forte demande d’ATP dans les cellules musculaires lisses pendant la contraction. L’inhibition de la fonction mitochondriale a altéré la contraction et empêché l’ovulation, démontrant la dépendance à l’égard de la production d’ATP mitochondriale.
Vidéo de l’ovulation dans un follicule ovarien isolé exprimant le marqueur ovocytaire Oct4 – GFP. Cela a permis de générer des reconstructions 3D de la surface des ovocytes (vert), pour suivre leur mouvement en 3D pendant l’ovulation. La lumière transmise est également affichée. Crédit: Biologie cellulaire naturelle (2024). DOI : 10.1038/s41556-024-01524-6
De plus, les chercheurs ont identifié une augmentation de l’expression des gènes liés à la contractilité de l’actomyosine entre 9 et 12 heures après l’hCG. Le blocage de la contractilité de l’actomyosine a en outre confirmé la nécessité d’une contraction induite par l’actomyosine pour la rupture du follicule et la libération de l’ovule.
Cette nouvelle approche non seulement révèle des schémas spatio-temporels détaillés de l’ovulation et ouvre de nouvelles voies pour étudier l’interdépendance des mécanismes cellulaires et moléculaires dans la reproduction, mais fournit également une vidéo vraiment étonnante de la nature à l’œuvre.
Plus d’informations :
Christopher Thomas et al, L’imagerie ex vivo révèle le contrôle spatio-temporel de l’ovulation, Biologie cellulaire naturelle (2024). DOI : 10.1038/s41556-024-01524-6
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