Il est maintenant bien accepté dans le domaine des Origines Développementales de la Santé et des Maladies (DOHaD), que l’environnement utérin avant conception et au tout début de la vie peut avoir un impact profond et durable sur les orientations développementales et sur la santé à long terme de la progéniture. Des études chez l’homme et chez l’animal ont démontré que des « agressions » tels que des déséquilibres nutritionnels, le stress et les toxines environnementales peuvent avoir un impact négatif sur la progéniture et perturber le développement, en « programmant » la progéniture pour une incidence accrue de maladies et de troubles. En particulier, des incidences accrues du diabète, de l’obésité, de l’hypertension, de troubles neurocognitifs et de troubles déficitaires de l’attention ont été signalés. Les problèmes de fécondité touchent 1 couple sur 6 et l’utilisation des technologies de procréation médicalement assistée (PMA) est en augmentation partout dans le monde. En PMA, en particulier la fécondation in vitro (FIV), l’embryon est cultivé ex vivo dans un environnement qui expose l’embryon à de nombreuses sources de «stress préimplantatoire», par exemple: des niveaux modifiés d’oxygène et de nutriments, des hormones exogènes et des thérapies adjuvantes, dans le but d’augmenter avec succès le taux des naissances. Étant donné les évènements dynamiques lors du développement qui se produisent pendant cette fenêtre, ces « agressions » peuvent affecter non seulement la viabilité de l’embryon et la capacité du blastocyste à s’implanter, mais aussi l’orientation développementale des lignées cellulaires influençant finalement le développement et la fonction placentaire (source de vie pour le fœtus in utero) et / ou l’embryon lui-même. De telles altérations biologiques peuvent conduire à des troubles héréditaires : altération des voies métaboliques et de croissance; inactivation inappropriée du chromosome X; altérations neurodévelopementales, développement sous-optimal de la lignée en aval et du développement des organes; en fin de compte, l’impact sur la santé à long terme de l’enfant. De fortes preuves scientifiques examinant les altérations moléculaires de l’embryon en PMA font actuellement défaut et la sécurité des traitements adjuvants et des additifs utilisés pour augmenter le taux de réussite de la FIV et de l’implantation reste à étudier minutieusement. Des études chez la souris suggèrent que l’environnement tels que les milieux de culture peuvent avoir un impact profond sur le développement placentaire, conduisant à un faible poids à la naissance; ce qui en soi est associé à des résultats développementaux sous-optimaux. Les études chez les enfants nés de la PMA suggèrent une augmentation de l’incidence de troubles héréditaires, de l’hypertension, de l’obésité et du syndrome métabolique. La fusion des domaines de la DOHaD, de la génomique unicellulaire et de la PMA est d’une importance cruciale étant donné la possibilité de reprogrammer involontairement les générations futures avec un risque accru de développement de maladies et de troubles.

Sophie Petropoulos est titulaire d’une chaire de recherche du Canada de niveau 2 en génomique fonctionnelle de la reproduction et du développement, professeure agrégée au département des sciences, des interventions et des technologies cliniques de l’Institut Karolinska (Suède) et au Département de médecine de l’Université de Montréal, ainsi que codirectrice du Centre de recherche en reproduction et fertilité du Québec. Elle étudie principalement la fertilité et les premiers stades du développement humain à l’aide de techniques à la fine pointe de la biologie moléculaire appliquées à des modèles in vitro et in vivo. Son programme de recherche vise à déterminer les mécanismes de base régissant le développement durant la période de préimplantation et les agressions extérieures susceptibles de nuire au parcours de vie de l’enfant et d’aboutir à l’apparition de maladies ou de troubles plus tard dans la vie. Les fruits de ces travaux peuvent aussi être mis à profit dans le domaine de la biologie des cellules souches et celui de la procréation assistée.

• Professeure adjointe audépartement de science clinique, intervention et technologie, division d’obstétrique et de gynécologie, Karolinska Institutet, Stockholm, Suède 

• Petropoulos S^*, Edsgärd D^*, Reinus B^*, Deng Q, Panula S, Codeluppi S, Plaza Reyes A, Linnarsson S, Sandberg R^‡, Lanner F^‡. Single-Cell RNA-seq Reveal Lineage Segregation and X-chromosome Inactivation in Human Preimplantation Embryos. ^*,‡equal contribution. Cell. 2016 May 5; 165(4):1012-26. doi: 10.1016/j.cell.2016.03.023. [Epub 2016 April 7]
• Collier AJ^*, Panula S^*, Schell JP, Chovanec P, Plaza Reyes A, Petropoulos S, Corcoran AE, Walker R, Douagi I, Lanner F, Rugg-Gunn PJ. Comprehensive Cell Surface Protein Profiling Identifies Novel Markers of Human Naïve and Primed Pluripotent States. ^*equal contribution. Cell Stem Cell 2017 June 1; 20(6):874-890
• Posfai E, Petropoulos S, Barros F, Schell JP, Sandber R, Lanner F, Rossant J. Position- and Hippo-signaling-dependent plasticity of the developing inner cell mass and trophectoderm lineages in the mouse.   ELife 2017 Feb 22;6. pii: e22906.
• Chen G, Schell JP, Benitez JA^*, Petropoulos S^*, Reinius B, Yilmaz M, Alekseenko Z, Shi L, Hedlund E, Lanner F, Sandberg R, Deng Q. Single-cell analyses of X-chromosome inactivation dynamics and pluripotency gene program during differentiation.   ^*equal contribution. Genome Research. 2016 Oct; 26(10):1342-1354.
• Zhang H^*, Panula S^*, Petropoulos S, Edsgärd D, Busayavalasa K, Liu L, Li X, Risal S, Shen Y, Shao J, Liu M, Li S, Zhang D, Zhang X, Gerner RR, Sheikhi M, Damdimopoulou P, Sandberg S, Douagi I, Gustafsson JA, Liu L, Lanner F, Hovatta O, and Liu K^§.No DDX4-expressing functional oogonial stem cells in adult human and mouse ovaries. ^{* §}equal contribution. Nature Medicine. 2015 Oct;21(10):1116-8.