Papel del péptido intestinal vasoactivo (VIP) en la función trofoblástica, la regulación de la respuesta inflamatoria y la transformación vascular en etapas tempranas de la gestación

Abstract

Alteraciones en la proliferación y diferenciación de células trofoblásticas (TB) en sus diversos fenotipos funcionales, defectos en la transformación vascular y un control deficiente de la respuesta inflamatoria materna en etapas tempranas de la gestación se asocian con complicaciones gestacionales como la preeclampsia y la restricción del crecimiento intrauterino. Diversos factores solubles y de contacto participan en estos procesos durante la placentación. Proponemos la participación del péptido intestinal vasoactivo (VIP), ya que es sintetizado por TB y tiene actividad relajante muscular, vasodilatadora, e inmunomoduladora. El objetivo de esta tesis fue investigar la contribución del VIP y sus receptores VPAC en diversas funciones de TB, en particular en su capacidad de diferenciarse, migrar e invadir; su capacidad de interactuar con células inmunes deciduales favoreciendo la remodelación tisular en un microambiente anti-inflamatorio. Analizamos estos aspectos en diseños in vitro con líneas celulares trofoblásticas humanas de primer trimestre (Tb), la interacción de éstas con monocitos de voluntarios sanos o macrófagos derivados de ellos. En la segunda parte del trabajo evaluamos la expresión del VIP y los efectos del péptido en diseños ex vivo empleando explantos de placenta de primer trimestre obtenidas de abortos electivos en el marco de una colaboración con la Universidad de Manchester.Nuestros resultados demuestran que Tb tiene la capacidad de aumentar la migración de monocitos (Mo), que adquieran un perfil anti-inflamatorio con aumento en la producción de IL-10 y fagocitosis de cuerpos apoptóticos. Esos efectos fueron aún mayores si las Tb se incubaron previamente con VIP. Además, los medios condicionados de Tb tratadas con VIP disminuyeron la expresión de marcadores pro-inflamatorios, aumentaron los anti-inflamatorios y la fagocitosis de cuerpos apoptóticos en macrófagos (MA) diferenciados con GM-CSF.Cuando estudiamos placentas humanas de primer trimestre, detectamos que las TB extravellosas expresan VIP y este aumentó la migración por una vía dependiente de PKA. Cuando silenciamos el VIP en Tb, observamos una disminución en la expresión de genes de remodelación de la matriz extracelular, en especial las metaloproteasas (MMP) 2 y 9. Las TB VIP positivas se encontraron principalmente en la luz de las arterias espiraladas y glándulas maternas sugiriendo su función de remodelación. Además, VIP aumentó la secreción de IL-10 y varias quimioquinas y disminuyó la de G-CSF en TB. Cuando analizamos las células NK y MA deciduales en estas muestras de placenta detectamos que expresan VPAC1 y VPAC2 y que el VIP disminuyó la secreción de los marcadores pro-inflamatorios IL-1β, IL-8 e IL-12 y aumentó IL-10. Además, solo en los dMA el VIP aumentó la expresión y actividad de la MMP-2, consistente con un efecto sobre la transformación vascular.Estos resultados aportan evidencias acerca de la modulación por VIP de la función trofoblástica y su interacción con células inmunes en la interfase temprana y sugiere su papel como modulador endógeno a través de circuitos autocrinos y paracrinos. Las evidencias presentadas aquí sostienen un papel del VIP de origen trofoblástico durante la placentación. Su eventual potencial y validación como biomarcador requerirá abordajes en diseños clínicos de cohortes en pacientes con y sin complicaciones gestacionales.

Alterations in the proliferation and differentiation of trophoblast cells, defects in vascular transformation or failure in the regulation of the inflammatory response during early pregnancy are events associated with pregnancy complications as preeclampsia and fetal growth restriction (FGR). Both pathologies present high rates of mortality and morbidity for the mother and the neonate. Among various soluble and contact factors involved in placentation, the participation of the vasoactive intestinal peptide (VIP) has been proposed. It is synthesized by trophoblast cells and it has vasodilating, immunosuppressive and smooth muscle relaxing effects. The aim of this Thesis was to investigate the contribution of VIP and its receptors (VPAC) to trophoblast cell function. Particularly, their ability to differentiate, migrate and invade; to interact with decidual immune cells and to favour tissue remodelling in an anti-inflammatory microenvironment. We studied these features in an in vitro model with human first trimester trophoblast (Tb) cell lines interacting or not with monocytes (Mo) obtained from healthy volunteers or macrophages (MA) differentiated from them. On the second hand, we studied the expression and effects of VIP in an ex vivo design with first trimester placental explants from elective terminations in collaboration with the University of Manchester. Our results show that Swan 71 trophoblast cells increased the migration of Mo which acquired an anti-inflammatory profile with IL10 production and increased apoptotic cell phagocytosis. All these effects were increased when Tb cells were grown in the presence of VIP. Besides, the conditioned media of Tb cells treated with VIP were capable of decreasing pro-inflammatory markers and increasing antiinflammatory markers and apoptotic cell phagocytosis in MA differentiated with GM-CSF. In human first trimester placentas, we detected that extravillous trophoblast cells express VIP and that VIP increased the migration of these cells through the PKA pathway. When we treated Tb cells with a VIP siRNA, we observed a reduced expression of extracellular matrix remodelling proteins like metalloproteinase (MMP) 2 and 9. These VIP positive Tb cells were present in the lumen of the spiral arteries and maternal glands suggesting their role in remodelling functions. Moreover, VIP increased the secretion of IL-10 and some chemokines meanwhile it diminished G-CSF secretion in Tb cells. When we isolated decidual MA and NK cells from the explants, both expressed VIP receptors whereas VIP decreased some pro-inflammatory markers, such as IL-1β, IL-8 and IL-12 and increased IL-10. When decidual MA were treated with VIP, it increased the expression and activity of MMP-2, consistent with an effect of MA in vascular transformation. The evidence presented in this Thesis support a novel role of VIP in trophoblast cells during placentation. Results provide evidence on the effects of VIP on Tb cells and their interaction with immune cells in early maternal placental interface to contribute to an antiinflammatory microenvironment. Besides, they suggest an important role of VIP as an endogenous autocrine and paracrine modulator. New approaches with clinical trials in patient cohorts with normal and pathological pregnancies, such as preeclampsia and FGR, are needed in the future to assess the potential of VIP as a biomarker.