Simon de Graaf
Établissement d'origine
Laboratoire d'accueil
Hôte scientifique
Xavier Druart
PROJET
Visualisation de la Fertilité : Imagerie de la Fonction Reproductive pour Améliorer l'Élevage Animal et Offrir une Éducation Immersive
Ce projet explore l’intersection des technologies d’imagerie, de la biologie moléculaire et de l’éducation reproductive pour relever les défis critiques liés à la fertilité du bétail et à la gestion de la grossesse. En utilisant des techniques de pointe, il analyse les adaptations spécifiques aux espèces dans le métabolisme des spermatozoïdes et les changements protéomiques lors de l’éjaculation et de la déposition dans le tractus génital féminin des moutons et des chevaux. Des modalités d’imagerie avancées, comme l’endomicroscopie confocale laser, élucideront les mécanismes de transport des spermatozoïdes, en étudiant l’exposition au plasma séminal, la contractilité utérine et l’effet du cycle œstral.
Le projet inclut l’imagerie multimodale de la grossesse chez les moutons, combinant IRM et échographie pour développer des algorithmes d’apprentissage automatique permettant des diagnostics précis du nombre et de l’âge fœtal. Les résultats contribueront à créer des outils pédagogiques immersifs en réalité augmentée et virtuelle (AR/VR), transformant la formation sur le transport des spermatozoïdes, la fécondation, le développement de la grossesse et les diagnostics cliniques.
En testant des hypothèses sur le rôle du plasma séminal, les conditions utérines et les diagnostics avancés, ce projet vise à découvrir les mécanismes clés de la fertilité et du succès de la grossesse. Les résultats amélioreront les taux d’insémination artificielle, renforceront l’efficacité des programmes d’élevage et offriront des solutions concrètes aux défis reproductifs.
S’appuyant sur l’expertise de l’INRAE en imagerie reproductive et recherche multi-espèces, ce projet aboutira à des publications scientifiques, de nouveaux outils de diagnostic et des ressources éducatives innovantes, avec un impact durable sur l’industrie de l’élevage et l’éducation.
Events organised by this fellow
Publications
Final reports
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A series of experiments were undertaken using advanced imaging technologies and quantitative analysis to investigate sperm transport, semen function and fetal development in sheep and horses, based on the principle that reproductive function can be better understood, taught and improved when the underlying biological processes are made visible. Probe-based confocal laser endomicroscopy was used to compare sperm transport in the ewe and mare by tracking fluorescently labelled spermatozoa and inert fluorescent microbeads within the female reproductive tract. This demonstrated clear species-specific differences: in the ewe, sperm motility was essential for progression through a highly contractile and selective uterus, whereas in the mare, uterine contractions were the predominant driver of sperm transport. In ram semen, mass motility was investigated as an emergent property of dense sperm populations. Experimental manipulation of sperm concentration and percentage motility showed that high mass motility requires both sufficient sperm density and a high proportion of motile spermatozoa. A complementary image-analysis method was developed to objectively quantify mass motility from routine phase-contrast videos, providing a practical alternative to subjective operator scoring. Longitudinal ultrasound and MRI of pregnant ewes were also used to initiate a multimodal atlas of fetal development across gestation, providing the foundation for improved pregnancy diagnostics and future immersive training tools in reproductive education. |
Together, these studies improved biological understanding of fertility and provided practical applications for livestock breeding, semen evaluation and veterinary training. The work demonstrates how imaging can move reproductive biology beyond indirect or subjective assessment toward more precise, mechanistic and educationally valuable interpretation