Estudio comparativo de promotores de genes del complejo hGH-hPL que se expresan en placenta.

Tesis (Maestría en Ciencias con Especialidad en Biología Molecular e Ingeniería Genética) UANL

Evaluación de la expresión de los genes endógenos hPLs y hGH-v en cultivo primario de placenta

Tesis (Maestría en Ciencias con Especialidad en Biología) UANL

Inhibición por plomo de la síntesis in vitro de RNA de placenta humana desarrollo de un modelo experimental

Tesis (Maestro en Ciencias) U.A.N.L.

Expression of steroidogenic proteins and genes in bovine placenta from conventional and somatic cell nuclear transfer (SCNT) gestations

Pendant la grossesse, les hormones stéroïdes jouent un rôle indispensable dans la régulation des principales manifestations physiologiques telles que la reconnaissance maternelle de la gestation, la réceptivité de l'endomètre, le début du développement embryonnaire ainsi que le maintien de la gestation. Cependant, on sait très peu sur la production de ces hormones et les principaux facteurs des voies intracellulaires impliqués dans le processus de stéroïdogenèse dans le placenta bovin pendant les stades initiaux et plus avancés de la gestation. Par ailleurs, certaines anomalies du placenta chez les bovins suite à une mauvaise production de stéroïdes n'ont pas encore été démontrées. Les objectifs de cette thèse étaient donc de : 1) déterminer la présence et la localisation des principales protéines stéroïdiennes dans le placenta de bovins provenant de gestations de 50 à 120 jours, 2) comparer l'expression placentaire d'une série de gènes et de protéines stéroïdiennes entre une gestation impliquant un transfert de noyaux de cellules somatiques (SCNT) et une gestation non-clonale; 3) étudier l'impact des hormones trophiques et des seconds messagers sur la stéroïdogenèse dans le placenta bovin à 140 +10 jours de gestation. L’utilisation de techniques d’immunohistochimie, d’immunobuvardage et de PCR quantitatif nous a permis d’évaluer la présence d'un large éventail de gènes stéroïdiens (STAR, CYP11A1, HSD3B1, CYP17A1 et SCARB1) qui participent au transport du cholestérol et dans la production de différents types de stéroïdes. Dans cette thèse, nous avons démontré la capacité du placenta bovin d’initier la stéroïdogenèse au début de la gestation et nous avons également déterminé les principales cellules impliquées dans ce processus. Nous avons constaté que les tissus maternels expriment les principaux marqueurs de stéroïdogenèse suggérant une plus grande capacité stéroïdogénique que les tissus fœtaux. En outre, un modèle d'expression des protéines complémentaires stéroïdogéniques entre la caroncule et le cotylédon a été observé, indiquant que la stéroïdogenèse placentaire exige une communication cellule à cellule entre les cellules de la mère et du fœtus. Après avoir démontré les principales cellules impliquées dans la synthèse des hormones stéroïdiennes dans le placenta bovin en début de gestation, nous avons ensuite étudié les modifications possibles de la stéroïdogenèse dans les tissus SCNT cotylédonaires à 40 jours de gestation. Nous avons identifié d'importantes modifications dans l'expression des gènes STAR, CYP11A1, HSD3B1, CYP17A1, et SULT1E1. Conséquemment, nous postulons que l'expression réduite des gènes stéroïdiens peut provoquer une insuffisance de la biosynthèse des hormones stéroïdiennes, ce qui pourrait contribuer à un développement anormal du placenta et du fœtus dans les gestations SCNT à court ou long terme. Finalement, nous avons développé un modèle efficace de culture d’explants de placentome qui nous a permis d'explorer les mécanismes sous-jacents spécifiques à la stéroïdogenèse placentaire. Nous avons exploré l'effet stimulant des hormones trophiques et différents messagers secondaires sur l'expression de différentes protéines stéroïdogéniques ainsi que le taux de progestérone (P4) dans les explants de placentome. En utilisant les techniques de RIA et de PCR quantitatif, nous avons constaté que même si les analogues de l'hormone lutéinisante (hCG) ont un effet stimulant sur plusieurs gènes stéroïdiens, le calcium ionophore est le principal modulateur dans la synthèse de la P4. Ces résultats suggèrent que dans le placenta bovin, la synthèse de la P4 est modulée principalement par l'afflux de calcium intracellulaire, et apparemment les nucléotides cycliques ne semblent pas contrôler ce processus. En conclusion, cette étude contribue de manière significative à une meilleure compréhension des mécanismes d'entraînement de la synthèse des stéroïdes placentaires au début de la gestation et permet aussi d’apporter de nouveaux éclairages sur l'importance des stéroïdes placentaires dans la régulation du développement du placenta et du fœtus.

Morphological and functional characterization of placenta during gestation in bovine clones derived by somatic nuclear transfer

La technique de clonage par transfert nucléaire de cellules somatiques (SCNT) présente une page importante dans les annales scientifiques, mais son application pratique demeure incertaine dû à son faible taux de succès. Les anomalies placentaires et de développement fœtal se traduisent par des pertes importantes de gestation et des mortalités néonatales. Dans un premier temps, la présente étude a caractérisé les changements morphologiques des membranes fœtales durant la gestation clonée en les comparant à des gestations contrôles obtenues à partir de l’insémination artificielle. Les différentes anomalies morphologiques des placentomes telles que l’œdème chorioallantoique, la présence de zones hyperéchoiques et irrégulières dans la membrane amniotique et la présence de cellules inflammatoires dégénérées compromettent le développement fœtal normal de la gestation clonée. L’examen ultrasonographique représente une technique diagnostique importante pour faire le suivi d’une gestation et de caractériser les changements placentaires dans le cadre d’évaluation globale du bien-être fœtal. Le profil hormonal de trois stéroïdes (progestérone (P4), estrone sulfate (E1S), et œstradiol (E2)) et de la protéine B spécifique de gestation (PSPB) dans le sérum des vaches porteuses de clones SCNT a été déterminé et associé aux anomalies de gestations clonées. Une diminution de la P4 sérique au jour 80, une élévation du niveau de la concentration de la PSPB au jour 150, et une augmentation de la concentration d’E2 sérique durant le deuxième et troisième tiers de la gestation clonée coïncident avec les anomalies de gestation déjà reportées. Ces changements du profil hormonal associés aux anomalies phénotypiques du placenta compromettent le déroulement normal de la gestation clonée et gênent le développement et le bien-être fœtal. Sur la base des observations faites sur le placenta de gestation clonée, le mécanisme moléculaire pouvant expliquer la disparition de l’épithélium du placenta (l’interface entre le tissue maternel et le placenta) a été étudié. L’étude a identifié des changements dans l’expression de deux protéines d’adhérence (E-cadhérin et β-catenin) de cellules épithéliales pouvant être associées aux anomalies du placenta chez les gestations clonées. Le tissu de cotylédons provenant de gestations clonées et contrôles a été analysé par Western blot, RT-PCR quantitatif, et par immunohistochimie. Les résultats présentaient une diminution significative (p<0.05) de l’expression des dites protéines dans les cellules trophoblastiques chez les gestations clonées. Le RT-PCR quantitatif démontrait que les gènes CCND1, CLDN1 et MSX1 ciblés par la voie de signalisation de la Wnt/β-catenin étaient significativement sous exprimés. La diminution de l’expression des protéines E-cadherin et β-catenin avec une réduction de l’activation de la protéine β-catenin durant le période d’attachement de l’embryon peut potentiellement expliquer l’absence totale ou partielle de l’attachement des membranes fœtales au tissu maternel et éventuellement, l’insuffisance placentaire caractéristique des gestations clonées chez la vache. La caractérisation morphologique et fonctionnelle du placenta durant les gestations clonées à haut risque est essentielle pour évaluer le statut de la gestation. Les résultats de la présente étude permettront de prédire le développement et le bien-être fœtal de façon critique à travers un protocole standardisé et permettre des interventions médicales pour améliorer le taux de succès des gestations clonées chez les bovins.

The placenta is simply a neuroendocrine parasite

This paper will document the early scientific observations that kindled my neuroendocrinological interest in pre-eclampsia, a life-threatening disease that affects both mother and baby. My interest in this subject started with the placental origin of melanotrophin activity, moving on, through corticotrophin-releasing factor and its binding protein, to a tachykinin modified specifically in the placenta by phosphocholine, a post-translational moiety normally used by parasites to avoid immune surveillance and rejection. This work may finally have led to an understanding of the identity of the elusive placental factor that, whilst attempting to compensate for the poor implantation of the placenta, causes the many symptoms seen in the mother during pre-eclampsia.

Has the mechanism by which the endocrine placenta scavenges the mother whilst sparing the foetus been unmasked?

The endocrine placenta has a dilemma; it shares the foetal circulation and yet it needs to secrete active peptide hormones into the maternal circulation to control her metabolism to meet the demands of the growing foetus. Simultaneously, it needs to allow the endocrine systems of the foetus to develop independently. This article will describe how peptide hormones are processed from inactive intermediates and will propose a hypothesis of how the placenta has revised this process to protect the foetus from the potentially damaging affects of these products.

Morpho-physical Recording of Bovine Conceptus (Bos indicus) and Placenta from Days 20 to 70 of Pregnancy

The study is based on 141 pregnant Bos indicus cows, from days 20 to 70 post-insemination. First, special attention was given to the macroscopically observable phenomena of attachment of the conceptus to the uterus, i.e. the implantation, from about days 20 to 30 post-insemination up to day 70, and placentome development by growth, vascularization and increase in the number of cotyledons opposite to the endometrial caruncles. Secondly, as for the conceptuses, semiquantitative, statistical analyses were performed of the lengths of chorio-allantois, amnion and yolk sac; and the different parts of the centre and two extremes of the yolk sacs were also analysed. Thirdly, the embryos/foetuses corresponding to their membranes were measured by their greatest length and by weight, and described by the appearance of external developmental phenomena during the investigated period like neurulation, somites, branchial arcs, brain vesicles, limb buds, C-form, pigmented eye and facial grooves. In conclusion, all the data collected in this study from days 20 to 70 of bovine pregnancy were compared extensively with corresponding data of the literature. This resulted in an `embryo/foetal age-scale`, which has extended the data in the literature by covering the first 8 to 70 days of pregnancy. This age-scale of early bovine intrauterine development provides model for studies, even when using slaughtered cows without distinct knowledge of insemination or fertilization time, through macroscopic techniques. This distinctly facilitates research into the cow, which is now being widely used as `an experimental animal` for testing new techniques of reproduction like in vitro fertilization, embryo transfer and cloning.

Vascular endothelial growth factor (VEGF) and VEGF-receptor expression in placenta of hyperglycemic pregnant women

Hyperglycemia occurs in a variety of conditions such as overt diabetes, gestational diabetes and mild hyperglycemia, all of which are generally defined based on the oral glucose tolerance test and glucose profiles. Whereas diabetes has received considerable attention in recent decades, few studies have examined the mechanisms of mild hyperglycemia and its associated disturbances. Mild gestational hyperglycemia is associated with macrosomia and a high risk of perinatal mortality. Morphologically, the placenta of these women is characterized by an increase in the number of terminal villi and capillaries, presumably as part of a compensatory mechanism to maintain homeostasis at the maternal-fetal interface. In this study, we analised the expression of VEGF and its receptors VEGFR-1 (Flt-1) and VEGFR-2 (KDR) in placentas from mildly hyperglycemic women. This expression was compared with that of normoglycemic women and women with gestational and overt diabetes. Immunohistochemistry revealed strong staining for VEGF and VEGFR-2 in vascular and trophoblastic cells of mildly hyperglycemic women, whereas the staining for VEGFR-1 was discrete and limited to the trophoblast. The pattern of VEGF and VEGF-receptor reactivity in placentas from women with overt diabetes was similar to that of normoglycemic women. In women with gestational diabetes, strong staining for VEGFR-1 was observed in vascular and trophoblastic cells whereas VEGF and VEGFR-2 were detected only in the trophoblast. The expression of these proteins was confirmed by western blotting, which revealed the presence of an additional band of 75 kDa. In the decidual compartment, only extravillous trophoblast reacted with all antibodies. Morphological analysis revealed collagen deposition around large arteries in all groups with altered glycemia. These findings indicate a placental response to altered glycemia that could have important consequences for the fetus. The change in the placental VEGF/VEGFR expression ratio in mild hyperglycemia may favor angiogenesis in placental tissue and could explain the hypercapillarization of villi seen in this gestational disturbance. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Macrophage migration inhibitory factor is up-regulated in human first-trimester placenta stimulated by soluble antigen of Toxoplasma gondii, resulting in increased monocyte adhesion on villous explants

Considering the potential role of macrophage migration inhibitory factor (MIF) in the inflammation process in placenta when infected by pathogens, we investigated the production of this cytokine in chorionic villous explants obtained from human first-trimester placentas stimulated with soluble antigen from Toxoplasma gondii (STAg). Parallel cultures were performed with villous explants stimulated with STAB, interferon-gamma (IFN-gamma), or STAB plus IFN-gamma. To assess the role of placental MIF on monocyte adhesiveness to human trophoblast, explants were co-cultured with human myelomonocytic THP-1 cells in the presence or absence of supernatant from cultures treated with STAB (SPN), SPN plus anti-MIF antibodies, or recombinant MIF. A significantly higher concentration of MIF was produced and secreted by villous explants treated with STAB or STAB plus IFN-gamma after 24-hour culture. Addition of SPN or recombinant MIF was able to increase THP-1 adhesion, which was inhibited after treatment with anti-MIF antibodies. This phenomenon was associated with intercellular adhesion molecule expression by villous explants. Considering that the processes leading to vertical dissemination of T. gondii remain widely unknown, our results demonstrate that MIF production by human first-trimester placenta is up-regulated by parasite antigen and may play an essential role as an autocrine/paracrine mediator in placental infection by T. gondii.

Transfer of antibodies across the placenta and in breast milk from mothers on intravenous immunoglobulin

We studied the levels of immunoglobulins in colostrum, milk and sera from two common variable immunodeficiency (CVID) mothers (M1 and M2), and in sera from their newborn infants. During pregnancy they continued intravenous immunoglobulin therapy (IVIG). Antibody levels from maternal and cord blood collected at delivery and colostrum and milk, collected on the 3rd and 7th post-partum days, respectively, were analyzed. Although cord/maternal blood ratios of total immunoglobulins and subclasses, as well as specific antibodies differed between M1 and M2, both showed good placental transfer of anti-protein and anti-polysaccharide antibodies, despite lower cord/maternal blood ratios in M2. Anti-Streptococcus pneumoniae antibody avidity indexes were similar between paired maternal and cord serum. Both mothers` colostrum and milk samples showed only traces of IgA, and IgM and IgG levels in colostrum were within normal range in M1, whereas M2 presented elevated IgG and low IgM levels, when compared with healthy mothers. The study of colostrum and milk activity showed that they strongly inhibited enteropathogenic Escherichia coli adhesion in vitro. CVID patients must be informed about the relevance of regular IVIG administration during pregnancy, not only for their own health but also for their immune immature offspring. Breast-feeding should be encouraged as colostra from these CVID patients strongly inhibited E. coli adhesion to human epithelial cells thus providing immunological protection plus nutritional and psychological benefits for the infant.

Expression, localisation and hormone regulation of the human copper transporter hCTR1 in placenta and choriocarcinoma Jeg-3 cells

Copper is an essential trace element necessary for normal growth and development. During pregnancy, copper is transported from the maternal circulation to the fetus by mechanisms which have not been clearly elucidated. The copper uptake protein, hCTR1 is predicted to play a role in copper transport in human placental cells. This study has examined the expression and localisation of hCTR1 in human placental tissue and Jeg-3 cells. In term placental tissue the hCTR1 protein was detected as a 105 kDa protein, consistent with the size of a trimer which may represent the functional protein. A 95 kDa band, possibly representing the glycosylated protein, was also detected. hCTR1 was localised within the syncytiotrophoblast layer and the fetal vascular endothelial cells in the placental villi and interestingly was found to be localised toward the basal plasma membrane. It did not co-localise with either the Menkes or the Wilson copper transporting ATPases. Using the placental cell line Jeg-3, it was shown that the 35 kDa monomer was absent in the extracts of cells exposed to insulin, estrogen or progesterone and in cells treated with estrogen an additional 65 kDa band was detected which may correspond to a dimeric form of the protein. The 95 kDa band was not detected in the cultured cells. These results provide novel insights indicating that hormones have a role in the formation of the active hCTR1 protein. Furthermore, insulin altered the intracellular localisation of hCTR1, suggesting a previously undescribed role of this hormone in regulating copper uptake through the endocytic pathway.

Copper transporters in the human placenta

Copper is an essential micronutrient that is particularly important during pregnancy for normal fetal development. This study determined the mechanisms by which copper is transported from the maternal circulation to the fetal circulation via the placenta and how this transport is regulated by maternal hormone levels.