Thérapie recombinante par Fsh et Lh pour l'induction du frai du téléostéen arrêté prévitellogène et spermatogène précoce, le mulet gris à tête plate (Mugil cephalus)

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 6563 (2022) Citer cet article

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Avec l'expansion et la diversification de l'aquaculture mondiale, les efforts se poursuivent pour développer de nouvelles biotechnologies pour la reproduction assistée chez les espèces présentant des dysfonctionnements reproducteurs. Les mâles de mulet gris (Mugil cephalus) détenus dans des conditions intensives dans la région méditerranéenne ne produisent pas de laitance fluide et la plupart des femelles sont arrêtées dès la prévitellogenèse. Les injections hebdomadaires d'hormone folliculo-stimulante recombinante (rFsh) et d'hormone lutéinisante (rLh) ont induit et complété la vitellogenèse chez les femelles traitées (n = 21), et les mâles traités ont produit des spermatozoïdes fluides (n = 9). L'application d'une dose d'amorçage de 30 µg kg−1 rLh et d'une dose de résolution de 40 mg kg−1 de progestérone, ou de doses d'amorçage et de résolution de 30 µg kg−1 rLh, a entraîné l'induction de la maturation, de l'ovulation et des pontes spontanées avec un succès de reproduction de 85 % (8 femelles sur 9) et de 100 % (n = 6), respectivement. Les œufs collectés présentaient un taux de fécondation de 63 ± 21 % avec développement embryonnaire et un taux d'éclosion de 58 ± 23 %. En comparaison, les individus témoins n’ont pas montré de progrès dans le développement des gonades et n’ont pas produit de spermatozoïdes fluides. Les présents résultats confirment la possibilité de contrôler l'ovogenèse depuis la prévitellogenèse jusqu'à l'achèvement de la maturation et du frai en réservoir fertilisé en utilisant exclusivement rFsh et rLh chez une espèce téléostéenne.

L'aquaculture intensive cherche des moyens d'améliorer le contrôle de la reproduction, en particulier chez les espèces dysfonctionnelles en matière de reproduction, afin de garantir l'approvisionnement en alevins pour une production commerciale à grande échelle. Le développement de protocoles de culture garantira non seulement un approvisionnement constant et durable pour les opérations de grossissement, mais permettra également des améliorations génétiques grâce à la sélection sélective. Le succès des protocoles d'élevage atténuera à son tour la pression de la pêche sur les stocks de populations naturelles qui, dans de nombreux cas, sont compromises. Un élément essentiel pour assurer un approvisionnement fiable en juvéniles est de contrôler la reproduction des poissons adultes détenus en captivité. Cependant, certaines espèces ne parviennent pas à se reproduire en captivité et des thérapies hormonales exogènes ont été utilisées pour développer la production aquacole.

Les deux étapes de la reproduction, la gamétogenèse (ovogenèse et spermatogenèse) et la maturation (maturation ovocytaire et spermiation), sont contrôlées par différentes hormones reproductives produites dans l'hypophyse et la gonade, à savoir les hormones gonadotrophines (Gths) et les stéroïdes1. Les thérapies hormonales basées sur les hormones de libération des gonadotrophines et les agonistes des récepteurs de l'hormone lutéinisante (gonadotrophines chorioniques humaines ou extraits hypophysaires) sont couramment utilisées pour contrôler la phase de maturation, tandis que le contrôle hormonal de la gamétogenèse est rarement utilisé dans l'industrie aquacole2. L’utilisation d’hormones gonadotrophines recombinantes (rGths), d’hormones recombinantes folliculo-stimulantes (rFsh) et lutéinisantes (rLh) relativement nouvelles, peut ouvrir la voie à de nouvelles stratégies en aquaculture pour traiter les troubles de la reproduction et développer des programmes de sélection hors saison3. Pour cela, différents traitements in vivo ont été développés, principalement axés sur les étapes de maturation finale et de spermiation/ovulation par injections simples ou doubles de rGths4,5. Cependant, les espèces de poissons arrêtées aux premiers stades du cycle de reproduction nécessitent un contrôle de la gamétogenèse, avec des traitements à long terme par injections répétées qui maintiennent des taux plasmatiques élevés de Gths3 spécifiques. Dans le cas des mâles, différentes approches réussies à long terme ont été décrites pour l’anguille européenne immature (Anguilla anguilla)6 et la sole sénégalaise mature (Solea senegalensis)7,8. Dans le cas des femelles, il a été difficile de définir des traitements similaires à long terme pour produire des gamètes viables à partir de femelles arrêtées avant la vitellogenèse. Une avancée significative a été réalisée avec le traitement à long terme des femelles de mulet gris à tête plate prévitellogénique (Mugil cephalus) avec rFsh et rLh pour mener à bien la vitellogenèse9. Cependant, après l'induction de la maturation avec la rLh et la progestérone (P4), les femelles détenues avec des mâles spermiateurs n'ont pas réussi à se reproduire spontanément. Par conséquent, les gamètes ont été prélevés et fécondés artificiellement et un faible pourcentage de fécondation (< 1 %) a été obtenu, ce qui remet en question la viabilité du processus à des fins d'aquaculture. Cependant, malgré la faible fécondation, l'étude a démontré la possibilité d'utiliser rFsh et rLh pour induire l'ovogenèse à partir de la prévitellogenèse afin d'obtenir des œufs et des larves dans des conditions intensives et a encouragé la poursuite des recherches pour améliorer les résultats obtenus.

2.25 years) although not all females that were held for this time had started vitellogenesis./p> 200 µm). Weekly doses were maintained at 12 µg kg−1 during vitellogenesis. As vitellogenesis progressed and when mean diameter of the most developed oocytes was ≥ 300 µm, females received in addition a weekly administration of rLh at rising doses. Initially an rLh dose of 2.5 µg kg−1 was given and maintained until females entered into late-vitellogenesis (≥ 400 µm)17 and was then increased to 4 and 6 μg kg−1. At an oocyte diameter of ~ 500 µm, weekly rFsh doses were reduced to 4 μg kg−1 while rLh was increased to 9 μg kg−1. A combination of 4 μg kg−1 rFsh and 12 μg kg−1 rLh per week was administered until vitellogenic growth was completed. The completion of oocyte growth was determined when oocytes were deemed approaching maturation; microscopic examination showed that the most developed oocytes were nearing 600 µm in diameter. The nine females in the control group were also manipulated each week and were injected with saline solution (1 mL) a total of twelve times./p> 200 µm) and vitellogenic growth was maintained with a dose of 12 µg kg−1 per week. When the mean diameter of the largest oocytes was ≥ 300 µm, in addition to rFsh, rLh was administered in increasing doses. Initially an rLh dose of 2.5 µg kg−1 was given and maintained until females presented ≥ 400 µm oocytes and was raised to 4 and 6 μg kg−1. At ~ 500 µm diameter, weekly rFsh doses were reduced to 4 μg kg−1 whereas rLh was increased to 9 μg kg−1. A combination of 4 μg kg−1 rFsh and 12 μg kg−1 rLh per week were administered until vitellogenic growth was completed (~ 600 µm). Each point corresponds to a weekly administration. This scheme represents the longest pattern of administration of those females that required a total of thirteen weeks to complete vitellogenic growth./p> 25 μm s−1 and fast progressive sperm to have a straightness (SRT = VSL/VAP × 100) of > 80% and a VCL of > 80 μm s−1. All samples were analysed on the day of the collection and 48 h after collection. Samples collected at the end of the experiment (week 13) were also analysed on days 1, 4, 6, 8, 11, 13 and 15 after collection./p> 50%) were obtained from oocytes treated with P4 (4000, 1000, 500 and 50 ng mL−1) or 100 ng mL−1 of rLh (Supplementary Fig. S6). All oocytes treated with P4 and oocytes treated with 400, 200 and 100 ng mL−1 of rLh had significantly (P < 0.05) higher percentages (> 34%) of ovulation than untreated oocytes (control) and oocytes treated with rFsh or 10 ng mL−1 of rLh (< 8%). Oocytes treated with 50 ng mL−1 of rLh had a percentage of ovulation (21.3 ± 18.5%) that was intermediate between the highest and lowest ovulation groups./p>