Registro:
| Documento: | Tesis Doctoral |
| Título: | Regulación metabólica en la interfase materno-fetal : rol del péptido intestinal vasoactivo e impacto en la interacción inmune-trofoblasto |
| Título alternativo: | Metabolic regulation in the maternal-fetal interface : role of vasoactive intestinal peptide and impact on the immune-trophoblast interaction |
| Autor: | Merech, Fátima Isabel |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Filiación: | Universidad de Buenos Aires - CONICET. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (IQUIBICEN)
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| Fecha de defensa: | 2023-05-23 |
| Fecha en portada: | 2023 |
| Grado Obtenido: | Doctorado |
| Título Obtenido: | Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Química Biológica |
| Director: | Pérez Leirós, Claudia |
| Director Asistente: | Vota, Daiana Marina |
| Consejero: | Calvo, Juan Carlos |
| Jurado: | Capobianco, Evangelina Lorena; Farina, Mariana; Aabatté, Juan Atilio |
| Idioma: | Español |
| Palabras clave: | PLACENTA; TROFOBLASTO; METABOLISMO; GLUCOSA; PEPTIDO INTESTINAL VASOACTIVO; MACROFAGO; INMUNOMETABOLISMOPLACENTA; TROPHOBLAST; METABOLISM; GLUCOSE; VASOACTIVE INTESTINAL PEPTIDE; MACROPHAGE; IMMUNOMETABOLISM |
| Formato: | PDF |
| Handle: |
http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7323_Merech |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n7323_Merech.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n7323_Merech |
| Ubicación: | Dep.QUI 007323 |
| Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Merech, Fátima Isabel. (2023). Regulación metabólica en la interfase materno-fetal : rol del péptido intestinal vasoactivo e impacto en la interacción inmune-trofoblasto. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7323_Merech |
Resumen:
Las células trofoblásticas con sus distintos fenotipos despliegan una adaptabilidad funcional indispensable para el desarrollo de la placenta y el crecimiento fetal. Las células citotrofoblásticas, en particular, tienen un papel central en la placentación al integrar señales metabólicas e inmunológicas para el mantenimiento de la homeostasis. En esa etapa, coordinan el reclutamiento y diferenciación de células inmunes maternas como monocitos y macrófagos favoreciendo un microambiente antiinflamatorio. Una función deficiente de las células trofoblásticas se asocia con complicaciones gestacionales como la preeclampsia y la restricción del crecimiento fetal, ambas con altas tasas de morbimortalidad materna y perinatal, como también vinculadas a mayor riesgo de desarrollar enfermedades metabólicas en la vida adulta. Entre los factores que participan en el mantenimiento de la homeostasis inmunológica desde etapas tempranas, describimos al péptido intestinal vasoactivo (VIP), sintetizado y liberado por células trofoblásticas. Sobre esta base, el objetivo de este trabajo fue profundizar en el conocimiento de los mecanismos que regulan el metabolismo de la célula trofoblástica con especial foco en el papel del VIP, y cómo dicho metabolismo impacta en la función placentaria y en el fenotipo funcional y metabólico de monocitos y macrófagos maternos. Para abordar los distintos objetivos específicos, se emplearon diseños in vitro con líneas celulares trofoblásticas humanas de primer trimestre; un modelo de interacción inmune-trofoblástica con monocitos aislados de sangre periférica de dadoras sanas; y un modelo in vivo de gestación en ratones deficientes en VIP. Nuestros resultados muestran que el VIP promueve la migración de células trofoblásticas, y en el efecto intervienen tanto la glucólisis como la fosforilación oxidativa. VIP regula el metabolismo celular, induciendo un aumento rápido en la incorporación de glucosa a través de la activación de las vías de PKA, MAPK y PI3K y del sensor de nutrientes mTOR, acompañado por un aumento en la expresión del transportador de glucosa GLUT1 y sin cambios en GLUT3. El bloqueo de mTOR con rapamicina disminuyó la expresión endógena de VIP. A su vez, se observó que VIP induce la incorporación rápida de aminoácidos -con aumento del transportador SNAT1 y sin cambios en SNAT2. VIP indujo la incorporación de ácidos grasos de cadena larga y gotas lipídicas neutras citoplasmáticas a tiempos más largos, sin cambios en la funcionalidad mitocondrial. El silenciamiento transiente de VIP en las células trofoblásticas resultó en una menor incorporación de glucosa y menor expresión de mTOR. Consistente con estas observaciones, el modelo de gestación murina deficiente en VIP presentó menor peso fetal para la edad gestacional sin cambios en el peso de la placenta, aunque se vio asociado a una desregulación de la incorporación de glucosa y del transporte hacia el feto, así como de la expresión de glut1 y mTOR, tanto en la placenta como en los tejidos fetales. Ensayos ex vivo incubando explantos de placentas wild type con antagonista del receptor de VIP mostraron una diminución en la capacidad de incorporación de glucosa y aminoácidos. En el modelo in vitro de interacción inmune-trofoblástica, el medio condicionado de células trofoblásticas de primer trimestre indujo una reprogramación metabólica de monocitos y macrófagos, en especial frente al estímulo de LPS: se observó menor incorporación de glucosa, y mayor incorporación de ácidos grasos, paralelamente con una reducida respuesta proinflamatoria. La incubación de células trofoblásticas con medios condicionados de macrófagos de perfil inflamatorio las mantuvo en un estado metabólico de quiescencia, en línea con lo observado frente a la estimulación con el metabolito itaconato. Los resultados de esta tesis señalan al VIP como regulador del metabolismo placentario con implicancias en el crecimiento fetal y en el mantenimiento de la homeostasis inmunológica, y aportan al conocimiento de mecanismos de reprogramación inmunometabólica de monocitos y macrófagos en el contexto de la gestación temprana.
Abstract:
Trophoblast cells with distinct phenotypes show a functional adaptability that is crucial to placental development and fetal growth. The cytotrophoblast cells play a central role on placentation since they integrate metabolic and immunological signals to maintain placental homeostasis. During placentation, these cells coordinate the recruitment and differentiation of maternal immune cells as monocytes and macrophages, favoring a tolerogenic microenvironment. An aberrant function of trophoblast cells can lead to pregnancy complications as preeclampsia and fetal growth restriction, which are associated to high rates of maternal morbidity and mortality and with increased risk of developing metabolic diseases in adult life. We described the vasoactive intestinal peptide (VIP) among the factors participating in the maintenance of immunological homeostasis from early stages. VIP is synthesized and secreted by trophoblast cells. Taking these into account, our aim was to deepen into the mechanisms regulating trophoblast cell metabolism with special focus on VIP, and how trophoblast cell metabolism impact on placental function and metabolic profile of maternal monocytes and macrophages. We employed different approaches using in vitro models with human-derived trophoblast cell lines, an immune-trophoblast interaction model using peripheral monocytes from healthy donors, and a gestational VIP-deficient murine model. Our results show that VIP promotes migration of cytotrophoblast cells via glycolysis and oxidative phosphorylation. VIP modulates trophoblast metabolism inducing rapid glucose uptake through PKA, MAPK and PI3K pathways, as well as mTOR nutrient sensor pathway, which was accompanied by an upregulation of GLUT1 but not GLUT3 glucose transporter. The blockade of mTOR with rapamyci lead to a reduced VIP expression. Moreover, VIP induced rapid amino acid uptake with SNAT1 upregulation and with no changes in SNAT2, as well as long chain fatty acid uptake and lipid droplet storage accumulation at long times, without changes in mitochondrial function. Silencing VIP with a siRNA showed less glucose incorporation along with less mTOR expression. Consistently, VIP-deficient murine model showed fetal growth impairment with no changes in placental weight, along with a dysregulated glucose uptake, transport to the fetus and glut1 and mtor expression, both in placental and fetal tissues. Ex vivo incubation of wild type explants with VIP receptor antagonist showed a decreased glucose and amino acid uptake. Immune-trophoblast interaction model showed that trophoblast-conditioned media induced monocytes and macrophages metabolic rewiring, and specially versus LPS stimuli: cells displayed less glucose uptake, with increased long chain fatty acid uptake, in parallel with an attenuated proinflammatory response. Proinflammatory M1 macrophage-conditioned media induced a quiescent metabolic state, in line with the response to itaconate stimulation. The results of this thesis point out to VIP as a placental metabolism regulator impacting in fetal growth and immune homeostasis maintenance, contributing to reveal the mechanisms of metabolic reprogramming of monocytes and macrophages in early gestation.
Citación:
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Merech, Fátima Isabel. (2023). Regulación metabólica en la interfase materno-fetal : rol del péptido intestinal vasoactivo e impacto en la interacción inmune-trofoblasto. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7323_Merech
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Merech, Fátima Isabel. "Regulación metabólica en la interfase materno-fetal : rol del péptido intestinal vasoactivo e impacto en la interacción inmune-trofoblasto". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2023.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7323_Merech
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