Payer, Bernhard, Ph.D.

Axes de recherche

• Développement et différenciation tissulaire
• Cellules souches
• Génomique
• Génétique humaine et maladies génétiques

Description de la recherche

L’infertilité et la baisse des taux de natalité sont des problèmes majeurs dans les sociétés développées, environ 15 % des couples ayant recours à la procréation assistée. Chez les femmes, le principal problème est la diminution drastique de la qualité et du nombre d’ovocytes avec l’âge. Le développement des cellules germinales humaines ne peut pas être étudié de manière mécanistique in vivo, car les perturbations expérimentales ne sont pas faisables, ce qui fait des systèmes in vitro utilisant des cellules souches pluripotentes une alternative prometteuse. Alors que des progrès étonnants ont été réalisés dans le système modèle de la souris, y compris la naissance de souris vivantes à partir d’ovocytes dérivés in vitro, le système in vitro humain est en retard, n’atteignant que les premiers stades des cellules germinales. Un obstacle majeur a été de reproduire fidèlement le reprogrammation épigénétique pour effacer et établir les marques épigénétiques, ce qui est essentiel pour la maturation des cellules germinales et la santé de la progéniture in vivo.

Un des événements épigénétiques clés durant le développement féminin est l’inactivation de l’un des deux chromosomes X, nécessaire pour créer une parité de dosage des gènes liés au chromosome X avec les mâles, qui possèdent un X et un chromosome Y. L’inactivation du chromosome X est inversée par la réactivation du chromosome X lors de la reprogrammation des cellules souches pluripotentes et dans la lignée des cellules germinales, avant que les cellules n’entrent en méiose et en ovogenèse. Dans notre laboratoire, nous étudions les mécanismes de ce remodelage épigénétique du chromosome X et cherchons à comprendre pourquoi, au cours du développement féminin, un chromosome entier doit être éteint puis réactivé. Notre recherche a des implications pour la compréhension des mécanismes de reprogrammation épigénétique, des maladies liées au chromosome X, qui affectent de manière disproportionnée les femmes, et pour la création de meilleurs modèles de cellules souches pour le développement des ovocytes.

Les axes de recherche passés et présents dans notre laboratoire comprennent :

• Étudier les liens entre la réactivation du chromosome X et la pluripotence lors de la reprogrammation des iPSC.
• Décrypter le rôle de l’inactivation et de la réactivation du chromosome X pour le développement in vitro des ovocytes en utilisant des modèles d’organoïdes dérivés de cellules souches avancés.
• Utiliser des méthodologies telles que le criblage CRISPR, l’ingénierie des cellules souches, la transcriptomique et l’épigénomique à cellule unique pour révéler les mécanismes moléculaires du remodelage épigénétique et structurel du chromosome X.
• Développer des modèles de cellules souches spécifiques aux patients pour le développement in vitro des cellules germinales.
• Étudier les bases moléculaires du vieillissement des ovocytes humains.