Prof. Maxwell Hincke

Nationalité
Canada
Programme
SMART LOIRE VALLEY GENERAL PROGRAMME
Domaine scientifique
Période
mars, 2018 - mai, 2018
mars, 2019 - mai, 2019
mars, 2020 - mai, 2020
avril, 2022 - juin, 2022
Award
LE STUDIUM Research Professorship (2018-2022) / LE STUDIUM Visiting Researcher (2024)

Établissement d'origine

Innovation in Medical Education & Cellular and Molecular Medicine, University of Ottawa - CA

Laboratoire d'accueil

Biologie des oiseaux et aviculture (BOA) / Centre INRAE Val de Loire, University of Tours - FR

Hôte Scientifique

Dr Sophie Rehault-Godbert 

Projet

Évolution de l'immunité innée aux barrières biominéralisées

Chez les ovipares, le développement embryonnaire se produit dans l'oeuf, et après la ponte, il n'y a plus de possibilité d'échanges avec la poule pour répondre aux besoins de l'embryon. Dans un tel contexte, l'oeuf doit contenir tous les systèmes nécessaires au bon développement d'un organisme vivant. Parmi ceux-ci, la membrane chorioallantoïde (CAM) est une nouvelle structure assimilée au placenta qui assure de nombreux processus physiologiques et métaboliques, y compris l'équilibre acide-base, la respiration et la solubilisation du calcium de la coquille d'oeuf qui est redistribué pour assurer la formation des os dans l'embryon. En outre, on pense qu'elle joue un rôle central dans l'immunité innée pour protéger l'embryon, en étroite interaction avec la coquille d'oeuf et les membranes coquillières. La CAM très vascularisée occupe une position stratégique, attenante àla coquille d'oeuf et entoure totalement l'embryon à la fin de l'incubation. A l’heure actuelle, les bases cellulaire et génétique de son rôle protecteur restent à élucider. L'application de la transcriptomique de pointe, de la protéomique et de la microbiologie, où l'équipe INRA "Défense de l'Oeuf, Valorisation, Evolution" est un centre international d'excellence, sera un lieu fertile pour l'expérience STUDIUM du Professeur Hincke. Étant donné la complémentarité des intérêts de recherche de Hincke avec l'équipe de l'INRA et leur remarquable potentiel de développer ensemble une nouvelle interaction productive, il existe un formidable potentiel de synergie et de succès pour ce projet. L'étude du rôle et de la dynamique de la CAM en interaction avec ses tissus/structures environnants tout au long du développement embryonnaire est un modèle idéal pour l'identification de nouvelles molécules bio-actives pour des applications biomédicales et non alimentaires. Ces chercheurs déchiffreront les mécanismes moléculaires sous-jacents à l'immunité innée dans le cadre d'un modèle de décalcification d'un tissu biominéralisé.

Events organised by this fellow

Publications in relation with the research project

Publications

Lilian Stapane
Nathalie Le Roy
Jacky Ezagal
Alejandro B. Rodriguez-Navarro
Valérie Labas
Lucie Combes-Soia
Maxwell T.Hincke
Joël Gautron
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Amorphous calcium carbonate (ACC) is an unstable mineral phase, which is progressively transformed into aragonite or calcite in biomineralization of marine invertebrate shells or avian eggshells, respectively. We have previously proposed a model of vesicular transport to provide stabilized ACC in chicken uterine fluid where eggshell mineralization takes place. Herein, we report further experimental support for this model. We confirmed the presence of extracellular vesicles (EVs) using transmission EM and showed high levels of mRNA of vesicular markers in the oviduct segments where eggshell mineralization occurs. We also demonstrate that EVs contain ACC in uterine fluid using spectroscopic analysis. Moreover, proteomics and immunofluorescence confirmed the presence of major vesicular, mineralization-specific and eggshell matrix proteins in the uterus and in purified EVs. We propose a comprehensive role for EVs in eggshell mineralization, in which annexins transfer calcium into vesicles and carbonic anhydrase 4 catalyzes the formation of bicarbonate ions (HCO[Formula: see text]), for accumulation of ACC in vesicles. We hypothesize that ACC is stabilized by ovalbumin and/or lysozyme or additional vesicle proteins identified in this study. Finally, EDIL3 and MFGE8 are proposed to serve as guidance molecules to target EVs to the mineralization site. We therefore report for the first-time experimental evidence for the components of vesicular transport to supply ACC in a vertebrate model of biomineralization.

Final reports

Maxwell Hincke and Sophie Réhault-Godbert
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In oviparous animals such as birds, embryonic development occurs in the egg, and after oviposition there is no further possibility of material exchange with the hen to fulfill the needs of the embryo. In such a context, the egg must contain all systems required for proper development of a living organism. Among these, the chorioallantoic membrane (CAM) is a novel placenta-like structure which is the nexus for many different physiological and metabolic processes including acid-base balance, breathing and calcium solubilization from the eggshell that is re-allocated to assist bone and tissue formation in the embryo. Moreover, it is believed to play a pivotal role in innate immunity to protect the embryo, in close interaction with the eggshell and the eggshell membranes. Therefore, weakening of the eggshell during CAM-mediated decalcification is hypothesized to be compensated by upregulation of innate immune mechanisms. In order to characterize this role of the CAM during embryonic development, we performed transcriptomics, proteomics and bioinformatics analyses. This residence was also the opportunity to stimulate a new international dynamic collaboration towards investigating innate immunity in diverse biomineralized structures (shells, bone, corals).