Effets in vitro et in vivo du bisphénol S sur la compétence ovocytaire chez la brebis et rôle du statut métabolique.

In vitro and in vivo Bisphenol S effects on oocyte developmental competence in ewe, according metabolic status.

• Auteur / Autrice : Alice Desmarchais
• Direction : Sébastien Elis
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences de la Vie et de la Santé
• Date : Inscription en doctorat le ; Soutenance le 24/11/2020
• Etablissement(s) : Tours
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant (Centre-Val de Loire)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Physiologie de la Reproduction et des Comportements (Tours)
• Jury : Président / Présidente : Thierry Moreau
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sébastien Elis, Roger Leandri, Virginie Rouiller fabre, Barbara Demeneix, Patrice Humblot
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Roger Leandri, Virginie Rouiller fabre

Mots clés

Mots clés libres

Métabolisme lipidique

Bisphénol S

Ovocyte

Compétence

Perturbateurs endocriniens

Brebis

Bisphenol S

Oocyte

Competence

Endocrine disruptors

Lipid metabolism

Ewe

Résumé

Durant la folliculogenèse, l’ovocyte acquiert progressivement sa compétence à reprendre la méiose, à la fécondation et au développement embryonnaire précoce. Au sein du follicule, le fluide folliculaire au sein duquel l’ovocyte évolue dès la formation de l’antrum, peut être le réservoir en plus des nutriments essentiels à la qualité ovocytaire, de molécules nocives telles que des perturbateurs endocriniens tel que le Bisphénol A (BPA), ou des lipides en concentration élevée qui altèrent la qualité de l’ovocyte et des cellules ovariennes et modifient à terme la physiologie de l’embryon. Le BPA a des effets délétères sur l’ovaire et particulièrement sur l’ovocyte en perturbant la méiose et la maturation ovocytaire. Il est donc remplacé progressivement par des substituts non réglementés de grande similarité structurale tel que Bisphénol S (BPS). Des études réalisées chez les rongeurs et les poissons suggèrent que les effets du BPA et du BPS sur l’axe reproducteur sont similaires. Il est donc nécessaire d’élucider les effets potentiels du BPS sur la fonction ovarienne et plus particulièrement sur la compétence ovocytaire dans des espèces plus proches de l’Homme en terme de physiologie reproductive. Les objectifs de cette thèse ont donc été d’étudier les effets du BPS sur la qualité de l’ovocyte chez la brebis adulte, de déterminer si le statut corporel et métabolique de l’animal joue un rôle dans la sensibilité de l’ovocyte au BPS et d’évaluer le risque d’exposition au BPS de l’ovocyte au cours de la production in vitro d’embryons. Ainsi, nous avons tout d’abord étudié les effets in vitro d’une exposition aigüe au BPS durant l’étape de la maturation ovocytaire sur la compétence au développement embryonnaire des ovocytes provenant d’ovaires de brebis adultes. Nous avons montré que le BPS à des concentrations proches de l’exposition humaine, diminue les taux de développement des embryons et donc la compétence ovocytaire au développement. Nous avons également évalué le risque d’exposition au BPS et à d’autres analogues de la famille des bisphénols, pouvant exister à travers l’utilisation de consommables en plastique et de milieux de culture cellulaire synthétiques lors de la mise en œuvre des techniques in vitro de production d’embryon chez l’animal ou dans l’espèce humaine. Nous avons montré que les BPA, BPS, et Bisphénol AF sont présents dans les consommables plastiques testés, sans qu’une libération de ces molécules ne se produise en condition normale d’utilisation. Toutefois, le BPS a été détecté, avec d’autres analogues dans les milieux de culture utilisés en production d’embryons animale et humaine. Enfin, nous avons étudié les effets in vivo d’une exposition chronique au BPS sur la folliculogenèse et la qualité ovocytaire chez la brebis adulte, en tenant compte du statut corporel et métabolique des animaux. Nos résultats suggèrent qu'une exposition alimentaire chronique au BPS à 4 ou 50 µg / kg / jour ne modifie pas la qualité des ovocytes. Néanmoins, nos résultats montrent une interaction significative entre le régime alimentaire et la dose de BPS sur les nombres d'embryons produits, ce qui suggèrerait que le statut métabolique de l'animal pourrait moduler l'effet du BPS. Ces travaux de thèse ont permis d’améliorer les connaissances quant aux effets du BPS sur la compétence de l’ovocyte au développement embryonnaire précoce chez la brebis, et au rôle que pourrait avoir le statut corporel et métabolique sur les effets du BPS sur l’ovocyte. Le BPS ne semble pas une bonne alternative au BPA. Ce travail pose également la question de l’évaluation individuelle et de la réglementation individuelle de molécules d’une même famille.

During folliculogenesis, the oocyte gradually acquires the ability to resume meiosis, fertilization and early embryonic development. Within the follicle, the follicular fluid in which the oocyte evolves from the formation of the antrum, may be the reservoir, in addition to the nutrients essential for oocyte quality, of harmful molecules such as endocrine disruptors such as Bisphenol A (BPA), or lipids in high concentrations that alter oocyte quality and ovarian cells and eventually modify embryo physiology. BPA has deleterious effects on ovary and particularly on oocyte by disrupting meiosis and oocyte maturation. It is therefore gradually being replaced by unregulated substitutes of great structural similarity such as Bisphenol S (BPS). Studies in rodents and fish suggest that the effects of BPA and BPS on the reproductive function are similar. It is therefore necessary to elucidate the potential effects of BPS on ovarian function and particularly on oocyte competence in species closer to humans in terms of reproductive physiology. The objectives of this thesis were therefore to study the effects of BPS on oocyte quality in adult ewes, to determine whether the body and metabolic status of the animal plays a role in oocyte sensitivity to BPS, and to assess the risk of BPS exposure of the oocyte during in vitro embryo production. Thus, we first investigated the in vitro effects of acute BPS exposure during the oocyte maturation stage on embryonic developmental competence of oocytes from adult sheep ovaries. We have shown that BPS, at concentrations close to human exposure, decreases embryo development rates and thus oocyte developmental competence. We have also assessed the risk of BPS exposure and other analogues of the bisphenol family, which may exist through the use of plastic consumables and synthetic cell culture media during animal or human in vitro embryo production. We have shown that BPA, BPS, and Bisphenol AF are present in the plastic consumables tested, without any release of these molecules occurring under normal conditions of use. However, BPS has been detected, along with other analogues, in culture media used in animal and human embryo production. Finally, we studied in vivo the effect of chronic dietary BPS exposure on folliculogenesis and oocyte quality in adult ewes, according animal body and metabolic status. Our results suggest that chronic dietary exposure to BPS at 4 or 50 µg / kg / day does not alter oocyte quality. Nevertheless, our results show a significant interaction between diet and BPS dose on the number of embryos produced, suggesting that animal metabolic status could modulate the effect of BPS. These thesis works have improved our knowledge of BPS effect on oocyte embryonic developmental competence in ewes, and about the role that body condition and metabolic status could have on oocyte sensitivity to BPS. BPS seems not to be a good alternative to BPA. This work also raises the question of individual evaluation and individual regulation of molecules of the same family.