Cryoconservation du sperme de taureau sans jaune d’œuf

Citation

Anzar, M., Rajapaksha, K., Boswall, L. (2019). Egg yolk-free cryopreservation of bull semen. PLoS ONE, [online] 14(10), http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0223977

Résumé en langage clair

La cryoconservation du sperme est couramment utilisée pour la conservation des ressources génétiques animales et l’exploitation de taureaux génétiquement supérieurs en insémination artificielle. Le jaune d’œuf, un ingrédient du dilueur de sperme de taureau, a beaucoup été utilisé dans la cryoconservation du sperme de mammifères pour protéger les spermatozoïdes contre le choc initial dû au froid. De même, des dilueurs à base de lait sont utilisés pour le sperme de taureau partout dans le monde. Malheureusement, le jaune d’œuf et le lait sont difficiles à normaliser parce qu’ils varient d’un producteur à l’autre et introduisent une contamination microbienne. L’industrie de l’insémination artificielle est confrontée à des risques de biosécurité liés à l’utilisation de produits d’origine animale (jaune d’œuf et lait) dans les procédures de cryoconservation du sperme [10]. L’Agence canadienne d’inspection des aliments et l’Organisation mondiale de la santé animale ont recommandé que le jaune d’œuf ou le lait utilisé comme dilueur de sperme soient exempts d’agents pathogènes ou stérilisé. Le cholestérol, qui fait partie intégrante de la membrane plasmique des spermatozoïdes, renforce et protège les structures membranaires même en dessous des températures normales. La teneur en cholestérol de la membrane plasmique des spermatozoïdes détermine leur cryotolérance. Les cyclodextrines se lient au cholestérol exogène, forment des complexes solubles et livrent le cholestérol aux membranes cellulaires. Auparavant, le traitement des spermatozoïdes avec de la méthyl-β-cyclodextrine préchargée de cholestérol avant sa dilution dans un dilueur à base de jaune d’œuf permettait d'améliorer la survie après décongélation des spermatozoïdes de taureaux, d’étalons et de porcs. Dans cette étude, nous avons émis l’hypothèse selon laquelle le complexe exogène de cholestérol et de cyclodextrine (CC) pourrait renforcer suffisamment la membrane plasmique du sperme de taureau pour exclure le jaune d’œuf ou le lait des solutions de dilution classiques en raison du risque de biosécurité qu'ils présentent. L’objectif principal de cette étude était de cryoconserver le sperme de taureau sans ajouter de protéines exogènes dans le dilueur. Les objectifs spécifiques étaient de comparer la qualité après la décongélation du sperme de taureau préexposé au complexe cholestérol-cyclodextrine exogène et congelé dans une solution de dilution tris-glycérol (CC+TG) sans jaune d'oeuf par rapport à celui congelé dans un mélange classique de tris-glycérol et de jaune d’œuf (témoin TGJO) pour étudier le rôle du glycérol dans la cryoconservation sans jaune d’œuf, afin de déterminer le profil protéique des spermatozoïdes de taureau congelés dans des solutions de CC+TG et TGJO et d'évaluer la capacité de fécondation in vitro du sperme congelé dans ces solutions de dilution. Dans la première expérience, le sperme a été dilué dans une solution de tris-glycérol et de jaune d'oeuf (TGJO; dilueur témoin) ou traité d’abord avec un complexe de cholestérol-cyclodextrine, puis dilué dans du tris-glycérol sans jaune d’œuf (TG; sans jaune d’œuf, soit CC+TG) à 22 °C ou 4 °C et ensuite congelé. Après la décongélation, les caractéristiques de mobilité des spermatozoïdes étaient similaires entre les solutions de dilution témoin et CC+TG, ainsi qu'entre les différetnes températures d’ajout du glycérol. Dans la deuxième expérience, le sperme a été congelé dans une solution de dilution CC+TG contenant différentes concentrations de glycérol (de 7 à 0 %, v/v). La qualité du sperme décongelé diminuait avec la baisse de la concentration de glycérol dans la solution de dilution TG.

Résumé

© 2019 Anzar et coll. Le jaune d’œuf est un ingrédient courant des dilueurs de sperme des mammifères qui sert à protéger les spermatozoïdes contre le choc initial dû au froid. Cependant, le jaune d’œuf présente des risques pour la biosécurité. Nos principaux objectifs étaient la cryoconservation du sperme de taureaux sans jaune d’œuf à l’aide de cholestérol exogène et l’étude du rôle protecteur du glycérol dans un dilueur de sperme sans jaune d’œuf. D’autres objectifs étaient de comparer les profils protéiques et le potentiel de fécondation in vitro du sperme de taureau congelé avec et sans jaune d’œuf. Dans la première expérience, le sperme a été dilué dans une solution de dilution classique de tris-glycérol et de jaune d’œuf (témoin TGJO) ou traité d’abord avec un complexe de cholestérol-cyclodextrine (CC, 2 mg/mL de sperme), puis dilué dans une solution de tris-glycérol sans jaune d'oeuf (CC+TG) à 22 °C ou à 4 °C, et congelé. Les caractéristiques de mobilité des spermatozoïdes après décongélation étaient semblables entre les solutions de dilution témoin TGJO et CC+TG, ainsi qu'entre les différentes températures d’ajout du glycérol. Dans la deuxième expérience, nous avons congelé le sperme dans une solution de dilution CC+TG dans laquelle la concentration de glycérol variait de 7 à 0 %, v/v. La qualité du sperme décongelé diminuait avec la baisse de la concentration de glycérol dans le dilueur TG. Même une concentration plus élevée de complexe CC (3 ou 4 mg/ml de sperme) ne pouvait protéger les spermatozoïdes en l’absence de glycérol dans la solution de dilution. Dans la troisième expérience, nous avons procédé à l’électrophorèse en présence de SDS des protéines de sperme frais et de sperme congelé dans du CC+TG et du TGJO (témoin). Le profil des protéines du sperme frais et du sperme congelé CC+TG étaient presque semblables. Les protéines du jaune d’œuf étaient étroitement liées à la membrane plasmique des spermatozoïdes. Dans la quatrième expérience, nous avons vérifié le potentiel de fécondation in vitro des spermatozoïdes congelés dans le JOTG témoin et dans la solution de dilution CC+TG. Les taux de clivage et de blastocystes du sperme congelé dans les solutions CC+TG et TGJO témoin étaient semblables. En conclusion, le complexe cholestérol-cyclodextrine a permis de remplacer le jaune d’œuf dans le dilueur de sperme; le glycérol est demeuré essentiel pour la cryoconservation des spermatozoïdes sans jaune d’œuf; et le dilueur CC+TG n’a pas modifié la membrane plasmique des spermatozoïdes, tandis que la solution avec le jaune d’œuf a changé la composition de la membrane plasmique du sperme de taureau.

Date de publication

2019-10-01

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