Projet exploratoire IMMO (2021 - 2023)
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Projet exploratoire IMMO (2021 - 2023)

Visualiser les ovocytes des poissons grâce à l’IA et à l’imagerie 3D

En milieu naturel comme en élevage piscicole, le processus de formation et de maturation des gamètes femelles (ovogenèse) est essentiel pour le succès reproducteur et demeure peu connu. Le projet IMMO s'intéresse à l'étude et à la modélisation de ces mécanismes.

Contexte et enjeux

Chez les poissons à pontes multiples, l’ovogenèse met en jeu des structures anatomiques en permanent renouvellement, les follicules ovariens, qui accompagnent le développement des gamètes jusqu’à la ponte. Malgré l’identification de nombreux mécanismes de régulation de l’ovogenèse chez les poissons modèles (e.g. medaka, zebrafish), nous avons encore une vision incomplète et principalement qualitative de ce processus dynamique. En particulier, des questions majeures demeurent sans réponses : Y a-t-il un vieillissement détectable de la fonction ovarienne ? Quels sont les contrôles clés qui s’exercent sur les follicules ovariens à différents stades de maturité et dans quelle mesure la population de follicules s’auto-contrôle-t-elle ?

Objectifs

Densité ovarienne en fonction de la taille et de l'âge
Densité ovarienne en fonction de la taille et de l'âge

Le projet IMMO propose d’exploiter les nouvelles méthodes d’imagerie 3D et d’Intelligence Artificielle (IA) pour visualiser et dénombrer l’intégralité des ovocytes dans des ovaires de poissons à différents âges, afin de décrire de façon exhaustive et quantitative l’ensemble de la population d’ovocytes et de follicules ovariens. Ces données seront utilisées pour valider un modèle mathématique décrivant les dynamiques folliculaires et leurs contrôles sur l’échelle de vie du poisson, qui permettra de révéler des informations inaccessibles à partir des données seules. Les simulations du modèle reproduiront les différents types de perturbations affectant le bon déroulement de l’ovogenèse.

Contacts :

Acteurs du projet

Unités INRAE impliquées

Département PHASE

Expertise

Laboratoire de Physiologie et Génomique des Poissons (LPGP)

Biologie de la reproduction, Imagerie et traitement d’images

UMR Physiologie de la Reproduction et des Comportements  (UMR PRC)

Analyse mathématique, Signalisation intracellulaire, pharmacologie

Partenaires expérieurs

INRIA

Expertise

Équipe-projet MUSCA (INRIA-CNRS-INRAE) - : MUltiSCAle population dynamics for physiological systems

Modélisation mathématique/ Physiologie de la reproduction

Analyse mathématique

Publications issues du projet

  • Guillaume Ballif, Frédérique Clément, Romain Yvinec. Nonlinear compartmental modeling to monitor ovarian follicle population dynamics on the whole lifespan. Journal of Mathematical Biology, 2024, 89 (9), pp.43. ⟨10.1007/s00285-024-02108-6⟩. ⟨hal-03739205v2⟩ 
  •  Guillaume Ballif, Frédérique Clément, Romain Yvinec. Averaging of a stochastic slow-fast model for population dynamics: application to the development of ovarian follicles. SIAM Journal on Applied Mathematics, 2022, 82 (1), pp.359-380. ⟨10.1137/21M1409615⟩. ⟨hal-03405177⟩ 
  • Manon Lesage, Manon Thomas, Thierry Pécot, Tu-Ky Ly, Nathalie Hinfray, et al.. An end-to-end pipeline based on open source deep learning tools for reliable analysis of complex 3D images of ovaries. Development (Cambridge, England), 2023, 150 (7), pp.dev201185. ⟨10.1242/dev.201185⟩. ⟨hal-04062159⟩ 

 Communications

  • Manon Lesage, Jérôme Bugeon, Manon Thomas, Thierry Pécot, Violette Thermes. Mise en application d'algorithmes open-source de Deep-Learning pour l'analyse d'images 3D d'ovaires de Médaka. 11. Journées Scientifiques et Techniques du Réseau des Microscopistes INRAE, Nov 2022, Rennes, France. ⟨hal-04046034⟩ 
  •  Manon Lesage, Jérôme Bugeon, Manon Thomas, Stéphanie Gay, Thierry Pécot, et al.. A comprehensive 3D approach to unravel follicular growth dynamics that governs fecundity in medaka fish (Oryzias latipes). 14. International Congress on the Biology of Fish, Jun 2022, Montpellier, France. ⟨hal-03764407⟩ 
  •  Manon Lesage, Mak Sully, Jérôme Bugeon, Manon Thomas, Stéphanie Gay, et al.. Quantitative analysis of asynchronous oogenesis dynamics in fish: Application of a modern 3D analysis approach to an old problem. 12. International Symposium on Reproductive Physiology of Fish (ISRPF), May 2023, Chersonissos, Greece. ⟨hal-04187726⟩ Manon Lesage, Mak Sully, Manon Thomas, Stéphanie Gay, Thierry Pécot, et al.. Monitoring the Oogenesis Dynamics in the Medaka Ovary Using a Quantitative 3D Image Analysis Approach. 12. European Zebrafish Meeting, Jul 2023, Krakow, Poland. ⟨hal-04187761⟩ 

Voir aussi

Téléchargez la fiche d'information du projet (pdf)

Thèse de Louis Fostier (2022-2025) : Modélisation mathématique de l'ovogenèse chez les poissons

Date de modification : 04 décembre 2024 | Date de création : 06 janvier 2022 | Rédaction : Marjorie Domergue