Une équipe de scientifiques du Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research (Leibniz-IZW) en Allemagne, du zoo de Givskud – Zootopia au Danemark et de l’Université de Milan en Italie a réussi à produire les tout premiers embryons in vitro de lion d’Afrique après la vitrification de ovocytes immatures. Pour cette méthode spécifique de cryoconservation, les ovocytes sont prélevés directement après la castration ou la mort d’un animal et immédiatement congelés à -196 ° C dans de l’azote liquide.
Cette technique permet le stockage des ovocytes d’animaux précieux pendant une durée illimitée, afin qu’ils puissent être utilisés pour produire des descendants à l’aide de techniques de reproduction assistée. L’objectif est de continuer à améliorer et à appliquer ces méthodes pour sauver des espèces très menacées d’extinction telles que le lion asiatique. La recherche actuelle sur les lions d’Afrique en tant qu’espèce modèle est un pas important dans cette direction. Les résultats sont rapportés dans la revue scientifique « Cryobiologie« .
Les ovocytes de lion sont présumés être très sensibles au refroidissement en raison de leur teneur élevée en lipides, ce qui entraîne une mauvaise reprise après un refroidissement lent. La vitrification peut contourner ce problème, car les cellules sont congelées à des vitesses ultra-rapides dans des solutions à très forte concentration d’agents cryoprotecteurs. Cette méthode évite la formation de cristaux de glace dans les cellules, qui pourraient les détruire, et leur permet de rester intactes pendant une durée illimitée pour permettre leur utilisation ultérieure.
Pour la présente recherche, les scientifiques ont collecté des ovocytes de quatre lionnes africaines du zoo de Givskud – Zootopia après que les animaux aient été euthanasiés à des fins de gestion de la population. La moitié des ovocytes (60) ont été vitrifiés instantanément. Après six jours de stockage dans de l’azote liquide, les ovocytes vitrifiés ont été décongelés et soumis à une vitromaturation in vitro dans un incubateur à 39 ° C pendant un total de 32 à 34 heures. L’autre moitié (59) a été utilisée comme groupe témoin et directement soumise à une vitromaturation sans étape de vitrification. Les ovocytes matures des deux groupes ont ensuite été fécondés avec du sperme congelé-décongelé provenant de mâles de lion d’Afrique.
Nous avons pu mettre en évidence une proportion élevée d’ovocytes survivants et matures dans le groupe des ovocytes vitrifiés. Près de 50% d’entre eux avaient mûri, une proportion similaire à celle du groupe témoin. »
Jennifer Zahmel, scientifique, Département de biologie de la reproduction, Institut Leibniz pour la recherche sur les zoos et la faune
Du groupe vitrifié, sept embryons précoces se sont développés, tandis que dans le groupe témoin, seuls trois embryons se sont développés. «À notre connaissance, c’est la première fois que des embryons in vitro sont produits suite à la vitrification d’ovocytes de lion d’Afrique ou de toute autre espèce de chat sauvage», explique Martina Colombo de l’Université de Milan et scientifique invitée au Leibniz-IZW.
Dans une étude scientifique récente sur le chat domestique, menée en coopération avec des collègues de l’Université de Milan et de l’Université de médecine vétérinaire de Vienne, l’équipe de biologie de la reproduction du Leibniz-IZW a démontré qu’une vitrification immédiate sur place des ovocytes félidés est le meilleure option pour obtenir un nombre élevé de gamètes de bonne qualité et par conséquent un plus grand nombre d’embryons en développement.
Cette étude a également été publiée dans Cryobiologie. La vitrification sur place est particulièrement utile si des échantillons sont prélevés sur des animaux sauvages gardés dans des zoos et doivent ensuite être transportés vers un laboratoire approprié. << Le transport des ovocytes frais et du tissu ovarien à travers les frontières internationales est souvent complexe et critique en termes de temps, tandis que la vitrification sur place des ovocytes permet une période de transport sûre. Les ovocytes peuvent être fécondés ultérieurement, une fois qu'ils ont été transporté vers un laboratoire approprié et le sperme d'un homme est disponible », explique Zahmel.
La présente recherche démontre une vitrification, une in-vitromaturation et une fécondation réussies d’ovocytes de lion d’Afrique pour la banque de ressources génétiques. Pourtant, aucun des premiers embryons d’ovocytes vitrifiés ne s’est développé au-delà du stade 4 cellules.
Clarifier les voies affectées par la vitrification serait important pour mieux comprendre les besoins spécifiques des ovocytes vitrifiés après décongélation. «Bien que le développement de l’embryon soit encore entravé, nos résultats donnent l’espoir que les ovocytes félidés pourront être cryoconservés et stockés dans des biobanques à l’avenir», déclare Katarina Jewgenow, chef du département Biologie de la reproduction au Leibniz-IZW. «Notre objectif est d’améliorer encore ces méthodes chez des espèces modèles telles que les chats domestiques et les lions africains afin de les utiliser un jour pour la reproduction assistée de félidés menacés comme le lion asiatique», ajoute Jewgenow.
La source:
Forschungsverbund Berlin eV (FVB)
Référence du journal:
Zahmel, J., et al. (2020) Maturation et fécondation des ovocytes de lion d’Afrique (Panthera leo) après vitrification. Cryobiologie. doi.org/10.1016/j.cryobiol.2020.11.011.