Male infertility : sperm DNA fragmentation, meiotic segregation and genetic factors

L'infertilité affecte environ 15% des couples et l'étiologie est masculine dans la moitié des cas.Cette thèse étudie trois facteurs de l'infertilité masculine et se divise en deux parties décrites ci-dessous. Dans la première partie,l'équipement chromosomique et la fragmentation de I'ADN spermatique dans les gamètes d'hommes infertiles ont été étudiés par la technique FISH et TUNEL. Chez 4 patients présentant une mosaïque gonosomique, un taux élevé de gamètes aneuploïdes et de fragmentation de I'ADN spermatique a été observé. Concernant les l3 patients ayant une anomalie chromosomique de structure, l'équipement chromosomique et l'état de I'ADN spermatique ont été analysés dans chaque gamète. Les résultats montrent que les gamètes chromosomiquement déséquilibrés ont un ADN plus fragmenté que ceux dont l'équipement chromosomique est normal ou équilibré. Dans la deuxième partie, la mise au point d'une technique d'étude du transcriptome dans les spermatozoïdes a été faite sur des échantillons de sperme frais et congelé. La combinaison d'un gradient de densités discontinues et d'une lyse des cellules somatiques permet d'éliminer complètement des cellules somatiques en récupérant le maximum possible de spermatozoïdes dans le sperme. Le kit NucleoSpin RNA XS (Macherey Nagel) est plus adapté pour I'extraction d'ARN spermatiques que le kit d'extraction d'ARN de chez Qiagen. La pureté des ARN spermatiques est vérifiée par RT-PCR et le Bioanalyzer 2700. Ces deux méthodes donnent des résultats similaires et concordants. L'analyse de microarray montre que les spermatozoïdes frais ne partagent pas le même profil d'expression génétique que les spermatozoïdes congelés.Infertility affects about 15% of couples with male factor found in half of the cases. This Ph.D thesisinvestigates three causes of male infertility including chromosomal abnormality, genetic disorderand factors related to alterations in sperm DNA quality. The thesis is organized into two parts.In the first part, the chromosomal equipment and sperm DNA fragmentation in gametes of infertilemen were assessed by FISH and TUNEL. On the one hand, a high rate of aneuploid gametes andsperm DNA fragmentation were observed in four patients with gonosomal mosaicism. On the otherhand, analysis of chromosomal equipment and sperm nuclear DNA in each gamete from 13 patientswith structural chromosome abnormalities showed that unbalanced gametes have more fragmentedDNA than normal or balanced ones.In the second part, a technique for analysing the transcriptome in spermatozoa was developed onfresh and frozen semen. In fact, the combination of a discontinuous density gradient and a somaticcell lysis solution makes it possible to completely eliminate somatic cells and to recover as manysperms in the semen as possible. The XS NucleoSpin RNA kit (Macherey Nagel) was found to bemore suitable for RNA extraction than the RNA extraction kit from Qiagen. The purity of sperm RNA was verified by both RT-PCR and the Bíoanalyzer 2100. These two methods have yieldedsimilar and consistent results. The microarray analysis showed that fresh sperms do not share thesame gene expression profile than frozen ones