Héritage scientifique, technologique social ou culturel

Décrivons d’abord l’hériComme gage de leadership mondial, notre équipe a été invitée à écrire une revue de littérature portant sur la génomique appliquée à la reproduction dans la revue Molecular Human Reproduction. Publiée en 2012, notre revue de littérature est la seule qui existe sur ce sujet dans un périodique scientifique d’envergure internationale (Seli, Robert and Sirard, 2012). De plus, plusieurs chapitres de livre (voir CV) ont été publiés dans des ouvrages où seuls des experts mondiaux ont été invités à contribuer. Une autre marque de réussite internationale se retrouve dans les multiples invitations que nous avons reçues pour présenter des conférences à des congrès internationaux. Avec 58 présentations depuis 12 ans, la Chaire représente pour cette période plus de 50 % des conférences de tout le département des sciences animales, qui compte 16 professeurs. Enfin, la nomination du titulaire de la Chaire comme seul biologiste membre du comité scientifique canadien de l’Agence de procréation assistée (dissolue en 2012), comme membre du comité canadien des cellules souches et membre du Réseau Québécois de Reproduction Assistée illustre la reconnaissance de son expertise.  Le CRSNG a également invité le Dr. Sirard à présenter aux parlementaires canadiens une communication portant sur la reproduction assistée dans le cadre des « Déjeuners sur la colline » (2010).tage scientifique qui se décline de plusieurs façons : les étudiants, les publications, les brevets et les applications médicales ou commerciales. Avec 87 étudiants (MSc, PhD et postdoc) formés en carrière, dont plus de la moitié depuis 2000, il est certain que cette contribution est riche de retombées. Mes anciens étudiants sont professeurs, directeurs d’entreprises, agents de brevets, entrepreneurs, scientifiques gouvernementaux, embryologistes et presque tous en relation les uns avec les autres, formant leur propre réseau. Ces étudiants sont largement responsables de la centaine de publications issues de notre laboratoire depuis 2000, sans compter les centaines de communications qu’ils ont présentées à travers le monde. Plusieurs ont terminé avec leur nom en premier sur un brevet et ont pu capitaliser sur ce potentiel de développement.  

Le rayonnement international de la Chaire a débuté en 2001 par une subvention stratégique  de 3 ans du CRSNG avec la collaboration de l’University of Guelph et l’University of Western Ontario. Ce projet visait à tracer le « blueprint » du transcriptome embryonnaire chez une espèce modèle particulièrement pertinente, le bovin. Pour y arriver, nous devions développer de nouveaux outils et des techniques particulièrement sensibles pour explorer des échantillons provenant de tissus invisibles à l’œil (ovules et embryons).  Nous avons réussi à fabriquer notre propre puce à ADN à partir des séquences des embryons eux-mêmes. Cette puce a été un succès international et a généré plusieurs collaborations (voir CV). Ensuite, notre équipe a instigué la création du consortium international Embryogenomique dont le premier congrès (fondateur) a eu lieu à Québec en 2002. Le 2e congrès s’est tenu à Paris en 2007, le 3e à Bonn en 2011, le 4e  sera à Québec en 2013 et le 5e à Dublin en 2015. Chacun de ces congrès internationaux a été chapeauté par notre laboratoire et portait sur le développement ainsi que sur l’utilisation des techniques de biologie moléculaire pour l’étude des ovules ou embryons des animaux domestiques.  Ces congrès sur invitation ont réuni les meilleures équipes de recherche dans le domaine et ont essentiellement défini les méthodes reconnues en publiant 3 (2002-2007-2011) comptes rendus dont le dernier est devenu un numéro spécial d’une revue de pair de statut international.

Grâce à la Chaire en génomique de la reproduction et à nos succès en développements technologiques, notre laboratoire a réussi à obtenir en 2008 un réseau Stratégique du CRSNG : EmbryoGENE. Ce regroupement de 22 chercheurs provenant de 7 universités, 8 entreprises et 2 agences gouvernementales est devenu un exemple de réussite de par l’explosion de collaborations internationales qu’il a générées. Ce réseau avait le mandat de développer 2 nouvelles plateformes technologiques pour répondre à une question fondamentale: comment l’environnement maternel agit-il sur les embryons? Par environnement maternel, on entend le statut  métabolique de la mère avant et après l’ovulation ainsi que les conditions ou manipulations utilisés en fécondation in vitro animale ou humaine.

La première plateforme utilisée dans 25 projets, dont 12 en collaboration internationale (France, Brésil, Italie, Allemagne, USA), visait à outiller les chercheurs pour l’analyse du transcriptome (tous les gènes exprimés par un embryon ou un ovule, soit environ 13,000) avec une « suite » bioinformatique capable de permettre à n’importe quel collaborateur de gérer et d’analyser lui-même ses résultats. Nous avons développé un outil Web d’interaction: le « Genome Browser » qui permet de visualiser les modifications de méthylation de l’ADN, le niveau d’expression des gènes et les variations génétiques connues chez le bovin. Cette plate-forme accessible à tous est un héritage tangible de notre travail. Le réseau EmbryoGENE devrait générer plus de 100 publications, mais encore plus important permettre de comprendre comment l’environnement maternel et les conditions de culture modifient le fonctionnement des embryons.

La 2e plateforme beaucoup plus audacieuse est fonctionnelle depuis 2012 et porte sur un outil d’analyse épigénétique inégalé. Il s’agit d’une puce qui contient 450,000 cibles pour interroger comment l’environnement agit sur nos gènes sans en changer le code génétique, soit par la méthylation de l’ADN. L’épigénétique est au cœur d’une révolution en biologie par laquelle on réalise que même si Darwin avait raison, Lamark n’avait pas complètement tort. Oui les gamètes, ovules et spermatozoïdes transmettent les gènes mais ils portent aussi des marques qui découlent de l’effet de l’environnement, particulièrement le contexte métabolique du parent. Par exemple, on pense maintenant que l’épidémie d’obésité chez l’homme aurait une composante épigénétique trans-générationnelle dont la preuve réside dans des études avec des modèles animaux. Par contre, un défi de taille empêchait jusqu’à maintenant l’étude de ce phénomène qui se produit dans l’ovule et le jeune embryon: la quantité de matériel (ADN) de ces embryons. Sans notre plateforme il faut plusieurs centaines d’embryons pour faire une analyse épigénomique alors que nous pouvons maintenant travailler avec moins de 10 embryons.  Il va sans dire que cette réussite suscite de l’intérêt et plus de 18 projets internationaux ont été proposés lors notre premier appel de projets visant à tester cette plateforme. Parmi ceux-ci, 10 ont été sélectionnés pour 2013.

Toujours dans le secteur des infrastructures, il est important de décrire ici les autres retombées de la Chaire en génomique de la reproduction à l’intérieur de la Faculté des sciences de l’agriculture et de l’alimentation, où est logée la Chaire. D’abord le département des sciences animales a bénéficié d’une subvention du Fonds canadien de l’innovation (FCI) de 5,6 M$ en 2009 pour la reconstruction des laboratoires de recherche. Le laboratoire de recherche intégré en physiologie et sciences animales (GRIPHA) a été inauguré en mars 2012 et représente une infrastructure unique au Canada tant par sa conception que par son domaine d’application. Il a une fonctionnalité linéaire qui va des échantillons des tissus animaux jusqu’à l’analyse microscopique fine et à l’analyse des gènes via la génomique. Le Dr Sirard était chercheur principal sur cette demande et un audacieux programme de développement est en mouvement pour intégrer la génomique à la production animale.  Déjà, on peut observer un effet structurant majeur pour tout le département et le secteur nutrition-reproduction-épigénétique qui n’existait pas avant cette initiative liée à la Chaire.

La Chaire a aussi été intégrée au renouvellement des infrastructures de l’INAF (Institut de la nutrition et des aliments fonctionnels) en 2008 et depuis le dernier renouvellement FQRNT (2011), la Chaire fait partie du regroupement stratégique INAF. Cette nouvelle orientation est très porteuse, en effet l’INAF développe un nouvel axe qui s’insère dans le cycle de la vie et qui inclut la nutrition à travers les générations, la nutrigénomique et l’impact du statut nutritif de la mère sur la programmation de l’ovule, du jeune embryon et du fœtus. Ce sujet devient central dans la programmation de la Chaire 2014-2021. Il est clair que la Chaire sera un pivot de développement stratégique pour l’INAF et l’Université Laval. Le titulaire est aussi le fondateur du CRBR  (Centre de Recherche en Biologie de la Reproduction) qui unit les facultés de médecine et d’agriculture et permet une formation mixte inégalée pour nos gradués et ce depuis 1995.

Finalement, nos travaux et leur objet suscitent des débats et parfois des controverses, et ce, tant au niveau éthique que social. Après avoir participé à plusieurs initiatives touchant les biotechnologies animales au cours des années 1990, nos efforts se sont depuis concentrés sur des collaborations liées à l’analyse du risque et des enjeux réglementaires particuliers aux productions animales. Le réseau EmbryoGENE a été l’organisateur de 2 colloques à saveur internationale à Ottawa en 2011 et 2013 portant sur la façon dont les autorités gouvernementales responsables abordent ces questions et réagissent aux différents développements réglementaires en la matière. Ces travaux sont réalisés en collaboration avec Lyne Létourneau de la FSAA. Notre héritage s’étend donc à cet important secteur en émergence en sciences humaines et sociales.