Andstæð hlutverk TGF-ß fjölskyldunnar í fylgjumyndun og meðgöngueitrun

Abstract

Meðgöngueitrun er flókinn sjúkdómur sem greinist í u.þ.b. 5% tilfella þungaðra kvenna og getur hann verið lífshættulegur fyrir bæði móður og fóstur. Í eðlilegri fylgjumyndun verða skrúfslagæðar (e. spiral arteries) í leginu fyrir miklum breytingum, frá því að hafa mikla mótstöðu í að hafa litla mótstöðu sem leiðir til meira blóðflæðis til fylgjunnar. Næriþekjufrumur (e. trophoblast cells) í fylgju öðlast ífarandi svipgerð og gera innrás í skrúfslagæðina þar sem þær setjast að og öðlast svipgerð æðaþelsfrumna. Þetta ferli kallast sýndaræðamyndun og talið er að ef röskun verður á þessu ferli þá leiði það til meðgöngueitrunar. Meðlimir TGF-ß fjölskyldunnar spila stórt hlutverk í fylgjumyndun og virðast þeir hafa bæði hindrandi eða örvandi áhrif á íferð næriþekjufrumna.ANGPTL4 er prótein sem tjáð er í fylgju en hlutverk þess í fylgjumyndun er óþekkt. Í brjóstakrabbameinsfrumum ýtir TGF-ß/SMAD2/3 boðleiðin undir tjáningu ANGPTL4 og hefur heimhverf (e. homing) áhrif á frumurnar með því að auðvelda þeim að flytjast inn og út úr blóðrásinni og þannig auka líkurnar á meinvörpum.TSP-1 er náttúrulegur æðahindri sem tjáður er í fylgjunni en hlutverk þess er óþekkt í fylgjumyndun. TSP-1 hefur áhrif á ýmsa frumuferla svo sem frumuskriðsviðloðun.Markmið verkefnisins er tvískipt. Í fyrsta lagi að athuga hvort TGF-ß fjölskyldan hafi áhrif á tjáningu ANGPTL4 og hvort „homing“ áhrif eigi sér stað í næriþekjufrumum. ANGPTL4 tjáning var einnig athuguð í fylgjusýnum kvenna með eða án meðgöngueitrunar. Annað markmið verkefnisins var að skoða tjáningu TSP-1 í næriþekjufrumum og athuga hvort tjáning þess sé háð TGF-ß fjölskyldunni. TSP- 1 tjáning var einnig athuguð í fylgjusýnum og sermi kvenna með eða án meðgöngueitrunar.Í rannsókninni var notuð næriþekjufrumulínan HTR-8/SVneo og HUVEC frumur. Western blot og mótefnalitun var notuð til að meta próteintjáningu in vitro. Sáraviðgerðarpróf var notað til að meta frumuskrið. Mótefnalitun fylgjuvefjasýna og ELISA próf á blóðsýnum voru notuð til að athuga próteintjáningu og seytingu in vivo.Niðurstöðurnar sýndu að í næriþekjufrumum ýtti BMP9/ALK2/SMAD1/5 boðleiðin undir tjáningu ANGPTL4 sem jók frumuskrið. ANGPTL4 hafði neikvæð áhrif á viðloðun æðaþels HUVEC frumna. Í meðgöngueitrun dró úr tjáningu ANGPTL4 í fylgju miðað við í eðlilegri meðgöngu. TGF- ß/ALK5/SMAD2/3 boðleiðin ýtti undir tjáningu TSP-1 í næriþekjufrumum sem dróg úr frumuskriði. Tjáning TSP-1 hækkaði hins vegar í fylgju og sermi kvenna með meðgöngueitrun þegar það var borið saman við konur án meðgöngueitrunar.Rannsóknin sýnir andstæð hlutverk TGF-ß fjölskyldunnar í fylgjumyndun og meðgöngueitrun. Niðurstöðurnar benda til að þessar boðleiðir séu vanstilltar í meðgöngueitrun. Þessi þekking gæti orðið liður í því að bæta greiningu og sértæka meðferð hjá konum sem þjást af meðgöngueitrun.

Preeclampsia (PE) is a complex disease that is diagnosed in approximately 5% of cases of pregnancy and can be life-threatening for both mother and fetus. During normal placentation, the spiral arteries in the uterus are remodeled and undergo changes from high resistance to low resistance vessels leading to more blood flow to the placenta. The trophoblasts (TBs) acquire an invasive phenotype and invade the maternal spiral arteries where they settle down and acquire endothelial cell phenotype cell. This process often described as pseudovasculogenesis, is believed to fail in PE. The TGF-ß family members have been shown to play a major role in the placentation and can either inhibit and stimulate CTBs invasion.ANGPTL4 is a protein that is known to be expressed in the placenta but its role in placentation is unknown. In breast cancer cells, the TGF-ß/SMAD2/3 signal pathway promotes the expression of ANGPTL4 and has a homing effect on the cells by enabling the cancer cells to invade into the blood circulation and out again to distant tissues and thereby metastasize.TSP-1 is a natural inhibitor of angiogenesis that is expressed in the placenta, but its role is unknown in placentation. TSP-1 affects a variety of cellular processes such as cell proliferation, migration, adhesion, and differentiation.Thus the aim of the project was twofold. First, to examine whether the TGF-β family affects the expression of ANGPTL4 and whether the homing effect occurs in the TBs. Also, to analyze the expression of ANGPTL4 in placentae of women suffering from PE compared with healthy controls. The second aim was to examine the expression of TSP-1 in the TBs and assess if its expression is dependent on the TGF-β family. Also, analyze TSP-1 expression in placentae and serum of PE and healthy controls.In the study, TB cell line HTR-8/SVneo and HUVECs were used. Western blot and immunofluorescence staining were used to analyze protein expression in vitro. Scratch assay was used to analyze cell migration. Immunohistochemistry staining on placental samples and ELISA assays on blood sample were used to examine protein expression in vivo.The results showed that in TBs, BMP9/ALK2/SMAD1/5 pathway promoted the expression of ANGPTL4. ANGPTL4 was also shown to negatively affect the endothelium. The TGF-β/ALK5 /SMAD2/3 pathway induced TSP-1 expression in TBs. In PE, ANGPTL4 expression decreased in placentae compared to placentae of healthy controls whereas, TSP-1 expression increased in placentae and serum from women with PE compared to healthy controls.These results demonstrated opposite roles of the TGF-ß family in placental development and pre-eclampsia. We therefore can assume that these two pathways are dysregulated in pre-eclampsia. This knowledge could be one step in improving diagnosis and targeted therapies in women who suffer from preeclampsia.