Projet 04 · 2024–2026 · En cours

Écouter la conversation chimique
autour de l'ovocyte.

MicroBeaCh (Microfluidic Platform for Analyzing Sperm Flagellar Beating in a Chemical Gradient) étudie le quatrième signal naturel derrière EVA : la chimiotaxie.

État de l'art

Pas une course. Une conversation.

La fécondation a longtemps été présentée comme une course remportée par le nageur le plus rapide. Les recherches de la dernière décennie racontent une histoire plus active : l'ovocyte lui-même y participe, en libérant des signaux chimiques qui aident à guider les spermatozoïdes vers lui1. Lors de leur trajet dans les voies reproductives féminines, la rhéotaxie et la thermotaxie orientent déjà leur parcours2 ; en chemin, ils subissent la capacitation, une série de modifications biochimiques qui les prépare à la fécondation3.

La capacitation s'accompagne d'un changement dans le battement de la queue, qui passe d'un mouvement symétrique à un mouvement asymétrique appelé hyperactivation, permettant au spermatozoïde de se frayer un passage à travers le complexe cumulo-ovocytaire qui entoure l'ovocyte4. Le liquide autour de l'ovocyte est riche en molécules de signalisation (progestérone, EGF, BDNF, GDF9, fibronectine, entre autres) qui façonneraient cette approche finale5. Mais la façon exacte dont le flagelle s'adapte, battement après battement, à ce paysage chimique reste mal comprise : les méthodes existantes ne testent généralement qu'un ensemble restreint de ces signaux, et rarement dans des conditions proches de celles des voies reproductives réelles.

Près de l'ovocyte, les spermatozoïdes capacités passent d'un battement flagellaire faible, régulier et symétrique à un battement bien plus ample et asymétrique, appelé hyperactivation. MicroBeaCh suit ce changement sous des gradients chimiques contrôlés.
Regard sur le projet

Ce que fait MicroBeaCh.

Une plateforme microfluidique biomimétique, couplée à une vision artificielle, pour répondre à une seule question : comment le flagelle réagit-il réellement aux signaux chimiques qu'il rencontre près de l'ovocyte ?

Gradients biomimétiques

Une plateforme microfluidique reproduit l'environnement chimique physiologique que rencontrent les spermatozoïdes dans les voies reproductives féminines.

Vision artificielle

La vision par ordinateur suit le mouvement flagellaire en temps réel, transformant chaque battement en données de motilité précises et automatisées.

De nouveaux marqueurs de qualité

L'objectif : identifier des paramètres de motilité qui reflètent une véritable capacité fécondante, pour affiner l'intelligence derrière la sélection d'EVA.

Innovation

Pourquoi cela n'avait jamais été fait.

MicroBeaCh est la première étude à évaluer de façon exhaustive le battement flagellaire des spermatozoïdes à travers un paysage chimique dynamique, plutôt qu'un unique stimulus fixe. Trois éléments rendent cela possible :

  • Une plateforme microfluidique sur mesure, capable de générer des gradients chimiques complexes et contrôlés, et non un simple palier de concentration unique.
  • Une vision par ordinateur basée sur l'IA, intégrée directement à la plateforme, qui analyse le mouvement flagellaire en direct plutôt qu'à partir d'un visionnage vidéo a posteriori.
  • Une approche biomimétique de bout en bout : chaque condition testée est choisie pour ressembler à ce que les spermatozoïdes rencontrent réellement in vivo, et non à une simplification artificielle de laboratoire.
iInformations sur le projet
Période
2024–2026
Programme
Horizon Europe, bourse postdoctorale MSCA
Appel à projets
HORIZON-MSCA-2023-PF-01-01
Identifiant du projet
101154015
Agence
REA
Mots-clés
Chimiotaxie, cumulus, microfluidique, battement flagellaire des spermatozoïdes
Chimiotaxie
Diffusion

Hébergé par Beezbiotech.

Beezbiotech est l'unique organisme hébergeur de cette bourse. Les résultats seront partagés par le biais de publications scientifiques et de présentations en conférence, ainsi que par des actions de médiation dédiées pour sensibiliser un public plus large aux sciences de la fertilité.

Financé par l'Union européenne

Ce projet a reçu un financement du programme de recherche et d'innovation Horizon Europe de l'Union européenne, au titre de la convention de subvention n° 101154015.

Références

Sources citées ci-dessus.

  1. Fitzpatrick, J. L. et al. Chemical signals from eggs facilitate cryptic female choice in humans. Proc. R. Soc. B Biol. Sci. 287, 20200805 (2020).
  2. Suarez, S. S. & Wu, M. Microfluidic devices for the study of sperm migration. Mol. Hum. Reprod. 23, 227–234 (2017).
  3. De Jonge, C. Biological basis for human capacitation — revisited. Hum. Reprod. Update (2017). doi:10.1093/humupd/dmw048.
  4. Takei, G. L. Molecular mechanisms of mammalian sperm capacitation, and its regulation by sodium-dependent secondary active transporters. Reprod. Med. Biol. 23, e12614 (2024).
  5. Olaniyan, O. T. et al. Ovarian odorant-like biomolecules in promoting chemotaxis behavior of spermatozoa olfactory receptors during migration, maturation, and fertilization. Middle East Fertil. Soc. J. 26, 3 (2021).