Guillaume Flé
Stagiaire postdoctoral en génie biomédical
Centre de recherche du CHUM, Laboratoire de biorhéologie et d’ultrasonographie médicale
Publication primée : Imaging the subcellular viscoelastic properties of mouse oocytes
Publiée dans : Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)
Résumé
Le recours à la procréation médicalement assistée suscite une demande croissante de la population occidentale, notamment au Québec. En particulier, la fécondation in vitro (FIV) est un traitement au cours duquel un ou plusieurs embryons sont obtenus en laboratoire, hors de l’organisme, par la réunion d’ovocytes et de spermatozoïdes prélevés des patients ou de donneurs. Après quelques jours de développement en incubateur, l’embryon est implanté dans l’utérus maternel et poursuit son évolution. Ces étapes essentielles sont au cœur d’innovations visant à augmenter les taux de succès des traitements de FIV, entre autres par l’affinement de la sélection de l’embryon à implanter et par l’évaluation préalable du potentiel de développement des ovocytes prélevés. À cet égard, les liens fondamentaux entre biomécanique, fonction et santé cellulaire constituent une piste prometteuse et ont encouragé l’étude des propriétés mécaniques des ovocytes et embryons dans le but d’identifier de nouveaux marqueurs biologiques de leur viabilité. Toutefois, si la biomécanique de ces cellules permettrait d’en prédire le potentiel de développement, les méthodes rhéologiques classiques souffrent de deux inconvénients majeurs : elles tendent à endommager les cellules d’une part et ne fournissent qu’une mesure moyenne d’autre part, empêchant l’analyse des constituants internes des ovocytes et embryons. Dans cette étude, Guillaume Flé et ses collaborateurs ont contourné ces difficultés et ont produit des images inédites haute résolution de la viscoélasticité interne d’ovocytes de souris grâce à une méthode non-invasive de microscopie, la microélastographie optique, développée à Montréal au Centre de recherche du CHUM. La microélastographie consiste ici à appliquer une minuscule oscillation à la surface de l’ovocyte, filmer la propagation de la vibration dans la cellule et reconstruire des cartes de paramètres mécaniques à partir des images de vibrations et d’un modèle physique. Cette nouvelle méthode présente l’avantage de préserver l’intégrité de la cellule et repose sur un dispositif expérimental compatible avec les protocoles de FIV par injection intra-cytoplasmique. Les résultats démontrent que différentes régions à l’intérieur d’ovocytes sains peuvent être distinguées à partir d’images de contraste viscoélastique de résolution inégalée. Les méthodes numériques de reconstruction de paramètres mécaniques, développées à l’Université de Sherbrooke, offrent une grande flexibilité quant à la complexité et fidélité du modèle physique utilisé. Ainsi, de nouveaux marqueurs biologiques potentiels pourront être explorés de façon à augmenter la sensibilité et la spécificité des mesures de microélastographie cellulaire. L’hypothèse consécutive à ces travaux envisage alors la possibilité de discerner des ovocytes et embryons de viabilités variables à partir de telles données biomécaniques et ainsi de contribuer à une sélection quantitative des ovocytes à traiter ou des embryons à implanter.