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Biotechnologie de la reproduction

La biotechnologie de la reproduction regroupe un ensemble de techniques visant à améliorer la reproduction. Ces techniques incluent l'insémination artificielle, la fécondation in vitro, le transfert d’embryon, la cryoconservation des gamètes et des embryons, ainsi que le clonage. Ces techniques sont utilisées pour augmenter les taux de fertilité, améliorer la qualité de la descendance et préserver les espèces. Lorsqu’elle est appliquée chez l’humain, on parle souvent de procréation médicalement assistée (PMA), bien que les techniques soient similaires.

Procréation médicalement assistée
Un couple sur six rencontre des troubles de fertilité, et l’utilisation des technologies de la procréation médicalement assistée est en forte croissance à l’échelle mondiale. Plusieurs équipes du RQR travaillent dans ce domaine pour améliorer les taux de succès de la fécondation in vitro (FIV) et la santé des enfants.
La qualité des cellules germinales (ovules et spermatozoïdes) est un facteur clé dans le succès de la reproduction. L’équipe de Greg FitzHarris s’intéresse à la façon dont les ovocytes acquièrent la capacité de générer des embryons viables, une étape cruciale pour établir une grossesse en santé. L’équipe de Hugh J. Clarke cherche à savoir s’il est possible de faire mûrir des ovocytes sains en laboratoire, ce qui permettrait d’améliorer les techniques de procréation assistée. Comme les méthodes actuelles donnent peu de bons ovocytes, elle explore l’utilisation de matrices 3D, afin de soutenir leur développement en milieu artificiel. Les recherches de François Richard visent à développer des conditions de culture encore mieux adaptées aux besoins des ovocytes pour qu’ils puissent exprimer pleinement leur potentiel.

Les premiers jours du développement embryonnaire sont critiques pour la santé à long terme, car cette période est très sensible aux influences environnementales. Des études chez l’humain et l’animal ont montré que certaines perturbations, comme les déséquilibres nutritionnels, le stress ou l’exposition à des toxines environnementales, peuvent altérer le développement embryonnaire et induire une programmation biologique augmentant le risque de maladies. L’équipe de Sophie Petropoulos étudie comment l’environnement influence la programmation du placenta et du fœtus en développement. Celle de Jacquetta Trasler s’intéresse aux effets de l’environnement et des modifications épigénétiques sur l’apparition de malformations congénitales. L’équipe de Lawrence C. Smith étudie l’impact des techniques de procréation assistée sur le développement embryonnaire. En utilisant des modèles animaux, elle explore comment le clonage ou l’utilisation de cellules souches peut modifier les marques épigénétiques héritées des parents et affecter la santé des embryons. Werner Giehl Glanzner cherche à mieux comprendre comment certains mécanismes épigénétiques influencent les premières étapes du développement embryonnaire, notamment dans le contexte des techniques de procréation assistée. Ces recherches visent à améliorer les chances de succès des traitements de l’infertilité.

Préservation de la fertilité
La préservation de la fertilité est un domaine en pleine expansion, qui vise à conserver le potentiel reproducteur chez les humains et les animaux, notamment grâce à des techniques comme la congélation (cryopréservation) des gamètes, des embryons ou des tissus reproducteurs. L’équipe de Pierre Leclerc s’intéresse à la cryopréservation des spermatozoïdes, une technique essentielle en insémination artificielle. Elle étudie comment la congélation affecte la qualité du sperme et cherche à améliorer les protocoles pour préserver au mieux leur pouvoir fécondant. D’autres travaux, comme ceux de l’équipe de Makoto Nagano, portent sur la préservation de la fertilité chez les jeunes garçons devant subir des traitements anticancéreux. Elle développe des approches basées sur les cellules souches spermatogoniales (SSC), présentes dès la naissance et capables de produire des spermatozoïdes tout au long de la vie.

Biotechnologie de la reproduction chez les animaux domestiques
Chez les animaux domestiques, les biotechnologies de la reproduction sont utilisées pour optimiser la reproduction, améliorer la génétique des troupeaux et soutenir la conservation des espèces. En production animale, elles permettent d’augmenter les performances reproductives, de diffuser plus largement les meilleures lignées et de réduire l’intervalle entre générations.
L’expert en insémination artificielle, Sylvain Riendeau, travaille directement sur le terrain en production animale. Il applique les techniques de biotechnologie de la reproduction dans les domaines de la gestion et des technologies agricoles pour améliorer la fertilité des troupeaux. Guylaine Sauvé, professeure à l’Institut de technologie agroalimentaire du Québec, forme la relève agricole aux techniques de reproduction et à la gestion de la fertilité, en lien étroit avec les réalités du terrain.
L’équipe de Marc-André Sirard cherche à identifier les bons marqueurs des ovocytes, autant chez la vache que chez l’humain, pour améliorer les résultats de la fécondation in vitro. Isabelle Gilbert étudie la fertilité mâle chez les animaux d’élevage, en se concentrant sur l’impact de l’environnement sur la qualité du sperme. Claude Robert explore les premières étapes du développement embryonnaire afin de perfectionner les techniques de reproduction assistée. Son équipe utilise aussi la génomique pour identifier les races présentant un bon potentiel en fertilité, qualité de viande ou rendement fromager.
Anthony Estienne cherche des solutions aux problèmes de fertilité chez les vaches laitières, dont la reproduction est affectée par la sélection axée sur la production laitière. Son équipe explore des approches comme la production d’ovocytes en laboratoire et, à plus long terme, la culture de tissus reproducteurs in vitro pour réduire la taille des troupeaux tout en maintenant une production efficace.
Jocelyn Dubuc développe des outils pour aider les éleveurs à améliorer la reproduction. Il teste notamment un test de gestation par échographie Doppler, capable de détecter une grossesse dès 20 jours après l’insémination, et élabore des stratégies pour augmenter les taux de réussite des inséminations.

Biotechnologies pour la recherche biomédicale
La biotechnologie de la reproduction est également un outil important en recherche biomédicale. Karina Gutierrez utilise l’édition génétique pour étudier le rôle des gènes dans le développement embryonnaire. L’équipe de Vilceu Bordignon produit des embryons en laboratoire pour créer des porcs génétiquement modifiés, qui servent à mieux comprendre le développement des organes, les mécanismes du métabolisme et l’apparition de certaines maladies.