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Laboratoire de recherche en reproduction humaine [Research laboratory in human reproduction] (BIO-PSY-HUM-FERT)
Faculté de Médecine - Campus Erasme (unité ULB576)

Travail de recherche articulé sur la technologie de fécondation in vitro humaine : aspects génétique de la stérilité (D.P.I.) et mosaïcisme embryonnaire, maturation du spermatozoïde testiculaire, cryobiologie du tissu ovarien et maturation ovocytaire in vitro, métabolisme de l'embryon humain in vitro jusqu'au blastocyst,dérivation et différentiation de cellules souches embryonnaires humaines, sécurité virale et reproduction en cas d'HIV ou d'hépatite C. Bioéthique. [Research work in close relation with in-vitro fertilization technology: Genetic of infertility (PGD, embryo mosaïcism); testicular spermatozoon maturation ; ovarian tissu cryobiology and oocyte maturation in vitro ; human embryo metabolism up to the blastocyst stage, derivation and differentiation of human embryonic stem cells, viral security and reproduction in case of HIV of hepatitis C seropositivity ; Bioethics.]



coordonnées


Laboratoire de recherche en reproduction humaine [Research laboratory in human reproduction]
tel +32-2-555.63.58, fax +32-2-555.65.02, fertilab@ulb.ac.be; fdevreke@ulb.ac.be;
Bâtiment GE 2 210, campus erasme



responsable


Prof. Yvon ENGLERT


composition


Béatrice ALVARO Laurence BOCKSTAELE Julie DECHENE Anne DELBAERE Isabelle DEMEESTERE Fabienne DEVREKER Giovanna FASANO Nicolas FONTENELLE Eric GONZALEZ-MERINO Catherine HOOFD Federica MOFFA Sophie TSEPELIDIS


projets


Recherche de gènes candidats responsables de la défaillance ovarienne prématurée. [Identification of candidat genes responsible for premature ovarian failure]
La défaillance ovarienne prématurée (DOP) se définit comme l'arrêt de l'activité fonctionnelle ovarienne avant l'âge de 40 ans. Les étiologies de cette pathologie sont variées, mais dans la plupart des cas le mécanisme précis de la défaillance ovarienne reste non identifié.Le but de cette étude est d'identifier de nouveaux gènes candidats responsables de la ménopause précoce. Elle se base sur l'étude de l'ADN de patientes ayant une ménopause précoce recrutées à l'hôpital ERASME et dans des centres collaborateurs. Des causes génétiques sont estimées être responsables de cette pathologie dans environ 40% des cas. Grâce à des modèles d'invalidation génique chez la souris, plusieurs hypothèses pathophysiologiques de la DOP ont été retenues. Elles peuvent impliquer un déficit initial dans la quantité de cellules germinales une accélération de l'apoptose folliculaire ou un blocage de la différenciation cellulaire dans la folliculogenèse [Premature ovarian failure is defined by the stop of the ovarian function before the age of 40 years.]

Procréation médicalement assistée en cas de séropositivité HIV. [Assisted Reproduction Technology in case of HIV seropositivity.]
Le projet de recherche explore les aspects biologiques et éthique de la reproduction de patients HIV + . En collaboration avec l'unité de traitement des immunodéficiences et le laboratoire de référence SIDA de l'ULB, le travail consiste à assister les couples en utilisant les techniques pour minimiser le risque de contamination virale. [The research project studies the biological and ethical aspects of reproduction of patients HIV positives. In close collaboration with the immunodeficiency treatment unit and the HIV reference lab of the ULB, the work looks to assist the couple's with in using the technics to minimize the viral contamination risk.]

Analyse génétique préimplantatoire par hybridisation fluorescente in situ multiple (multi-FISH) et par techniques de génétique moléculaire des embryons humains in vitro: détection des aneuploidies, étude du mosaïcisme, détection des anomalies monogéniques [Preimplantation Genetic Diagnosis by multiple Fluorescence in situ hybridisation, (multi-FISH) and by molecular genetic techniques on in vitro human embryos: detection of aneuploidies, study of mosaicism and detection of monogenic disease.]
L'étude consistera à recueillir des donées sur la fréquence du mosaïcisme et de l'appliquer sur les patientes à risque, et à élaborer des techniques de génétique moléculaire comme la réaction de polymérisation de l' ADN (PCR) l'amplification du génome entier (WHGA) et l'hybridisation comparative de génome (CGH) pour la détection de maladies monogéniques et chromosomiques. [The study will consist in the collection of data about mosaicism and in the clinical application on the patient carriers of anomalies. It will consist also in the elaboration of molecular genetics techniques like polimerase Chain Reaction (PCR), Whole human Genome Amplification and Comparative Genome Hibridisation (CGH) for the detection of monogenetic and chromosomal anomalies.]

Culture, maturation et fécondation in vitro de follicules aux stades préantraux et primordiaux. [In vitro culture, maturation and fertilization of preantral and primordial follicles]
La cryopreséservation des ovaires semble être la technique la plus prometteuse dans la prévention de la défaillance ovarienne suite aux traitements anticancéreux. Elle permet la conservation d'un grand nombre de follicules primordiaux, plus résistants à la cryopréservation que des ovocytes. Le projet propose de développer les techniques de cultures folliculaires in vitro permettant l'obtention d'embryons à partir de tissu ovarien préalablement cryopréservé. [Ovarian tissue cryopreservation is a crucial alternative for patients at risk of premature ovarian failure after antineoplastic treatment. This technique allows the storage of a large number of primordial follicles more resistant to the cryopreservation procedure than oocytes. The aim of the research is to develop different in vitro follicles culture systems in order to produce embryos from stored ovarian tissue.]

Prévention de la défaillance ovarienne précoce induite par les traitements anticancéreux [Prevention of premature ovarian failure induced by antitumoral treatment]
Les traitements anticancéreux induisent une défaillance ovarienne dans plus de 40% des cas. Le projet de recherche a pour but de prévenir cette complication en développant les techniques de cryopréservation du tissu ovarien permettant le stockage de gamètes sous forme de follicules primordiaux. L'autre aspect est l'évaluation de l'effet protecteur de différents agents pharmacologiques administrés concomitamment aux chimiothérapies. [Antineoplastic treatment induce a premature ovarian failure in 40 to 65% of the woman. The aim of the research is to prevent this adverse effect by optimising the technique of cryopreservation of ovarian tissue allowing the storage of a large number of primordial follicles. This project also evaluates the protective effect of different drungs during chemotherapy treatment.]

Etude des paramères hormonaux de patientes présentant une réponse ovarienne défavorable à la stimulation dans le cadre d'un programme de fécondation in vitro. [Investigation of hormonal profiles of patients presenting with a poor ovarian response to the ovarian stimulation in an in-vitro fertilization program.]
Etude des paramètres hormonaux de patientes présentant une réponse ovarienne défavorable à la stimulation dans le cadre d'un programme de fécondation in vitro : étude prospective de stratégies alternatives de stimulation ovarienne et évaluation des facteurs cliniques prédictifs de la réponse ovarienne à la stimulation. Développement d'un programme de don d'ovocytes et analyses des résultats selon les paramètres cliniques des receveuses et des donneuses. [Investigation of hormonal profiles of patients presenting with a poor ovarian response to the ovarian stimulation in an in-vitro fertilization program : prospective study of alternative strategies of ovarian stimulation and evaluation of clinical predictive factors for the ovarian response to the stimulation. Development of an oocyte donation program and analysis of the results according to the clinical parameters of the recipients and of the donors. ]

Production et cryopreservation des cellules souches embryonnaires humaines. Etude de leur physiologie au cours des processus de différentiation et comparaison aux cellules adultes. [Production and cryopreservation of human embryonic stem cells. Comparison of their physiology during differentiaiotn process to adult stem cells.]
Les cellules souches embryonnaires sont à la base des tissus d'un individu adulte. Elles ont la capacité de se renouveler indéfiniment et aussi de se différencier dans les différents types de cellules adultes. Obtenir des cellules souches à partir d'embryons humains au stade blastocyste permet d'étudier la différentiation cellulaire, l'embryologie précoce et à plus long terme avoir des lignées de cellulaire pour la médecine réparatrice. [Embryonic stem cells have the ability to divide indefinitely and also to form all the cell types of an adult. Production of stem cells originate from a human blastocyst gives the opportunity to study the process of cell differentiation and in the future to produce cell lines for regenerative medicine]

Evaluation de l'innocuité de l'autotransplantation de fragments ovariens chez les patientes ayant présenté une pathologie cancéreuse [Evaluation of the inocuity of autotransplantation of cryopreserved ovarian tissue for patients with cancer]
Dans notre centre, plus d'un tiers des indications de cryopréservation ovarienne concerne les patientes souffrant d'un cancer du sein. Peu de données sont actuellement disponibles quant au risque d'implication ovarienne dans le cas de cette pathologie. Nous développons des techniques de biologie moléculaire de détection des micrométastases mammaires au sein du tissu ovarien cryopréservé ainsi que des cellules cancéreuses circulantes dans le sang périphérique de ces patientes. ces techniques pourront ensuite être adaptée à la détection des cellules cancéreuses disséminées dans d'autres pathologies. [ In our center, more than a third of ovarian cryopreservation demands concerns young patients suffering from breast cancer. Few data are currently available about the risk of ovarian involvement in the case of this pathology. We develop molecular biology techniques to detect micrometastases originating from breast in the cryopreserved ovarian tissue and in in peripheral blood of these patients. these techniques can then be adapted to detect cancer cells spread from other pathologies. ]

Evaluation des techniques de cryopréservation du tissu ovarien dans un modèle de xénogreffe [Evaluation of different cryopreservation protocols of ovarian tissue by a xenograft model]
Actuellement, le tissu ovarien est cryopréservé par une technique de congélation lente (''slow freezing''). Récemment, la vitrification est apparue comme une technique prometteuse de cryopréservation des embryons et des ovocytes. Dans ce cas, la cryopréservation se déroule en présence de concentrations élevées en cryoprotectants, ce qui prévient la formation de cristaux de glace intracellulaire. Nous comparons l'efficacité de la cryopréservation du tissu ovarien par slow freezing et par vitrification dans un modèle de xénogreffe en souris SCID. Nous évaluons la fonctionnalité du greffon suite à sa greffe sous la capsule rénale et dans le muscle du dos des souris SCID à différents temps. Nous pratiquons également la culture in vitro du tissu cryopréservé. Notre but à terme est d'améliorer la survie des fragments ovariens suite à leur autotransplantation chez les patientes ayant bénéficié de notre protocole de préservation de la fertilité. [Currently, the ovarian tissue is cryopreserved by slow freezing technique. Recently, vitrification has emerged as a promising technique for cryopreservation of embryos and oocytes. In this case, cryopreservation is carried out in presence of high concentrations of cryoprotectants, which prevents the formation of intracellular ice crystals. We compare the effectiveness of cryopreservation of ovarian tissue by slow freezing and vitrification in a xenograft model in SCID mice. We assess the functionality of the graft after transplantion under the kidney capsule and the back muscle of SCID mice at different times. We also practice in vitro culture of cryopreserved tissue. Our aim is to improve the survival of ovarian tissue after its autotransplantation in patients who have benefited from our protocol of fertility preservation. ]

Comparaison de la physiologie des cellules souches embryonnaires humaines aux cellules cancéreuses pour la compréhension des mécanismes intervenant dans la tumorigénèse. [Comparison of human embryonic stem cell and cancer cell physiology: focus on the signaling properties of inositol phosphates and phosphoinositides in human embryonic stem cells and human embryonal carcinoma cells]
Projet étudiant la voie Pten/Akt, les inositols phosphates et les enzymes reliés à leur métabolisme dans les hESCs et le hECCs. Ces composants sont connus pour leur implication dans les contrôles de la différenciation et la prolifération cellulaire. L'objectif est d'étudier leur implication dans le métabolisme des cellules souches indifférenciées et en différenciation soit spontanée soit dirigée. Nous comparons les résultats à ceux obtenus avec les cellules cancéreuses afin d'évaluer le risque de transformation des hESCs en cellules cancéreuses. [The aim of the project is the study of the PTEN/AKT signalling pathway, the inositols phosphates and related enzymes in hESCs and hECCs. These factors are known for their role in mechanism controlling cell proliferation, differentiation. Their implication is studied during either spontaneous or directed cell differentiation of both cell lines to assess the risk of cancer transformation of hESCs. ]

Etude de la voir pTEn au cours du développement d'embryons humains en phase préimplantatoire, du stade ovocyte au stade blastocyste. [Analysis of the role of the Pten pathway during preimplantation human embryo development in vitro, from the oocyte up to the blastocyst stage]
Le projet vise à comprendre le développement embryonnaire avant l'implantation, ses mécanismes d'arrêt, et corréler l'expression de gène spécifique durant ce développement à la morphologie et au stade de développement embryonnaire afin d'aider à la sélection des embryons à transférer lors d'un esai de fécondaiton in vitro. [The aim of the project is to understand the preimplantation embryo development, causes of arrest and to correlated specific gene expression to embryo morphology from the oocyte up to the blastocyst stage in order to help in the embryo selection during in vitro fertilization treatment. ]

Constitution d'une banque de tissu ovarien cryopréservé: [Constitution of a bank of cryopreserved ovarian tissue:]
Dans le cadre de la préservation de la fertilité des patientes traitées à l'aide d'agents gonadotoxiques, notre laboratoire a développé et évalué les techniques de cryopréservation et de décongélation du tissu ovarien humain, permettant ainsi la mise en place d'une banque de tissu ovarien à l'hôpital Erasme depuis 1999. A ce jour, plus de 220 patientes ont bénéficié de ce protocole de préservation de la fertilité à l'hôpital Erasme. Récemment, nous avons en outre développé une technique complémentaire à la cryopréservation ovarienne qui consiste en le prélèvement d'ovocytes immatures au sein du tissu ovarien par ponction des follicules antraux visibles. Les ovocytes ainsi récoltés sont maturés in vitro et cryopréservés par vitrification.Cette méthodologie fournit une option supplémentaire de préservation de la fertilité, notament chez les patientes présentant une pathologie à risque de métastases ovariennes [n the context of fertility preservation in patients treated with gonadotoxic agents, our laboratory has developed and evaluated techniques of cryopreservation and thawing of human ovarian tissue, allowing the establishment of a bank ovarian tissue at the Erasme Hospital since 1999. To date, over 220 patients have benefited from this protocol of fertility preservation at the Erasmus Hospital. Recently, we have also developed a complementary technique to ovarian cryopreservation, which involves the collection of immature oocytes within the ovarian tissue by puncture of visible antral follicles. The oocytes harvested and matured in vitro are cryopreserved by vitrification.Cette methodology provides an additional option for fertility preservation, in particular in patients with disease at risk of ovarian metastasis. ]

Evaluation des méthodes de congélation des ovocytes humains : taux de survie et implications pour la capacité à se développer. [Comparison of different freezing protocols forthe cryopreservation human oocytes: analysis of survival and developmental rate]
Le projet compare la congélation lente à deux protocoles de vitrification pour la conservation des ovocytes humains afin d'améliorer les taux de survie post décongélation et la compétence de l'ovocyte à donner naissance à un embryon. [The project compares the slow freezing protocol to two vitrification methods for the preservation of human oocytes in order to improve oocyte survival and developmental rate]

Etude prospective et randomisée comparant l'efficacité d'un transfert embryonnaire précoce au 2ème jour post-prélèvement ovocytaire à la culture prolongée et transfert au stade blastocyste au 5ème jour en fécondation in vitro. [Prospective randomized study to compare efficiency of day-2 embryo transfer versus extended culture and day-5 embryo transfer, at blastocyst-stage, in ART procedure »]
Depuis plus d'une dizaine d'années, plusieurs études indiquent que le taux de grossesse en fécondation in vitro est généralement plus élevé, ou tout à fait comparable, lorsque les embryons sont replacés au cinquième jour de culture (L5) - au stade blastocyste - plutôt qu'au deuxième jour (L2). De nombreux laboratoires de fécondation in vitro effectuent d'ailleurs depuis des années ce type de transfert en routine. Cependant, son avantage n'est pas encore totalement démontré pour toutes les patientes. Pour cette raison, nous proposons une étude comparant les chances de grossesse après transfert au 2ème jour post-prélèvement (procédure actuelle) à un transfert d'embryons au stade blastocyste 5 jours après le prélèvement. Ceci afin de déterminer lequel des deux traitements offrirait le plus de chances de grossesse. Les patients seront répartis de manière aléatoire (par tirage au sort) pour un transfert au 2ème ou au 5ème jour. Le traitement sera identique. Seul le replacement des embryons sera différé au 5ème jour post-prélèvement pour la moitié des participants. D'après la littérature actuelle, le transfert d'embryons au stade blastocyste offre plusieurs avantages : (i) sélection et transfert des embryons possédant une viabilité démontrée, (ii) meilleure adéquation entre le stade embryonnaire et la réceptivité de l'endomètre, qui se traduit par de meilleurs taux d'implantation et de grossesse, et (iii) réduction du nombre d'embryons à replacer permettant de réduire le risque de grossesse multiple. Ce type de transfert pourrait être bénéfique pour les patientes à haut risque de grossesse multiple, c'est-à-dire de moins de 37 ans, pour celles obtenant un nombre élevé d'embryons pour les patientes ayant eu des échecs répétés de FIV. Dans ces cas, la culture de blastocystes permettra de recueillir et de transférer des embryons susceptibles de contenir un matériel génétique sain et donc d'être plus à même de développer une grossesse. [For more than a decade, several studies show a better or at least similar pregnancy rate when embryo replacement takes place after 5 days of culture (L5) ' at blastocyst stage ' rather than after 2 days (L2). Worldwide, many IVF laboratories carry out this type of transfer as routine procedure. Its advantages for all patients however have not yet been shown. We would, therefore, like to propose a study to compare chances of pregnancy after embryo transfer 2 days following oocyte retrieval (current procedure), or embryo transfer 5 days following oocyte retrieval at blastocyst stage. The aim of the study is to determine which of the two treatments would provide the greatest chance of pregnancy. Patient will be divided randomly (by lot drawing) for embryo transfer at L2 or L5. Treatment is identical. Only embryo replacement will be differed at the 5th day after oocyte retrieval for half of the participants. According to current medical literature, blastocyst transfer offers several advantages: (I) selection and transfer of more viable embryos, (II) better correlation between embryonic stage and receptivity of the uterus, which results in better implantation and pregnancy rates, and (III) reduction of the number of embryos to be replaced reducing the risk of multiple pregnancy. This type of transfer could be beneficial for patients at risk of multiple pregnancy, i.e. less than 37 years-old, for those obtaining a high number of embryos and for the patients with repeated IVF failure. In these cases, the culture of blastocysts will allow for collection and transfer of embryos likely to contain an operational genetic material, thus more capable to develop a pregnancy.]



theses


Demeestere, I.: Utilisation du tissu ovarien cryopréservé pour restaurer la fertilité suite à une défaillance ovarienne d'origine iatrogène: contribution au développement d'un modèle expérimental de culture de follicules préantraux et d'un protocole clinique de transplantation de tissu ovarien, 2005

Devreker, F.: Improvement of human preimplantation embryo viability in vitro: the role of energy substrates and amino acids, 2001

Deleu Sandrine-Contribution à l'étude de la prolifération de la cellule thyroïdienne: hypertrophie, mitogenèse et gènes d'induction précoce., 2001

EMILIANI, S.: Exploration of ethylene-glycol as an alternative for propanediol in a clinical cryopreservation program : clinical and animal experimentation''.Faculté de médecine '' La Sapienza'' Rome, 1998

Delbaere, A. ''Etude du système rénine-angiotensine ovarien au cours du cycle menstruel et après stimulation ovarienne'', 1996

Englert, Y. ''Caractéristiques du sperme et fécondation in vitro humaine'', 1992



collaborations


P. Jouannet, Hôpital Cochin, Laboratoire de biologie de la reproduction, Paris, France

S. Golombok, City University, School of social and human sciences, London, Grande-Bretagne

Foidart, Jean-Michel, CHU-Liège, La Citadelle, Gynécologie - Obstétrique, Liège, Belgique



prix


Prix du jeune chercheur décerné par la ''European Society for Human Reproduction and Embryology'' (ESHRE) lors de sa 11ème réunion annuelle, Hambourg, Allemagne, 1er juillet 1995 - Anne DELBAERE

Prix de la Fondation Wernaerts pour la recherche et la diffusion des connaissances - 1997 - Yvon ENGLERT



savoir-faire/équipements


Laboratoire de culture cellulaire, locaux pour PCR, RT-PCR, microscope à fluorescence

Laboratoire viral de procréation assistée (pour insémination F.I.V. - I.C.S.I.) en cas de séropositivité HIVou Hépatite C

Biologie du sperme Biochimie du sperme Conservation des cellules de la reproduction (cryobiologie) - Cultures cellulaires - Micromanipulations cellulaires et embryonnaires - Analyse génétique sur « single cells » par FISH et PCR - Evaluation clinique et biologique de la fertilité - Endocrinologie ovarienne et testiculaire

Biopsie embryonnaire et analyse par FISH , PCR pour diagnostic génétique préimplantatoire

Cryobiologie des gamètes et embryons humains y inclus le tissu ovarien.

Culture embryonnaire prolongée et analyse de l'expression génique des embryons

Cultures prolongées de follicules ovariens immatures

Dérivation, culture, congélation et différentiation de cellules souches embryonnaires humaines



mots clés compréhensibles déclarés


cellules souches embryonnaires développement folliculaire ovarien diagnostic pré implantatoire fiv, embryon préservation de la fertilité


disciplines et mots clés déclarés


Biologie cellulaire Biologie moléculaire Cancérologie Embryologie [animale] Embryologie [humaine] Endocrinologie Génétique, cytogénétique Génétique cellulaire Génétique moléculaire Gynécologie Médecine préventive Sciences biomédicales Virologie médicale

aneuploidies angiotensine antagonistes de la gnRH autotransplantation ovarienne banque de cellules blastocyste cancer cancérologie cellules souches cellules souches embryonnaires cellules souches mesenchymateuses chimiothérapie congélation lente cryopréservation culture culture cellulaire cytogénétique défaillance ovarienne développement embryonnaire diagnostic génétique préimplantatoire différentiation cellulaire don d'ovocytes embryon expression génique fécondation in vitro fécondation in vitro FIV follicule folliculogénèse fonction ovarienne génétique gonadotrophine HIV hybridisation in situ fluorescente inositols phosphates maturation follicule ovarien maturation ovocytaire menopause ménopause précoce mosaïcisme néoangiogénèse ovaire ovocyte pcr préservation de la fertilité prévention réserve ovarienne stérilité taux de grossesse transfert embryonnaire transmission virale vitrification voie de signalisation cellulaire xenogreffe ovarienne