Μελέτη της έκφρασης, της ρύθμισης και του βιολογικού ρόλου της εκλυτικής ορμόνης της κορτικοτροπίνης (CRH) στη θέση εμφύτευσης του ανθρώπινου εμβρύου

Abstract

The corticotropin-releasing factor (CRF) and its family molecules the urocortins (UCNI, UCNII, UCNIII) are the major regulators and coordinators of the behavioral, endocrine and immune responses of the human organism to stress. The effects of these peptides are mediated by two types of receptors the CRFR1 and CRFR2. The peptides and their receptors are localized in the central nervous system, as well as in a variety of peripheral tissues, including almost all of the tissues of the reproductive tract. The biological role of the “reproductive” CRF system is under investigation. The peptides have been found to participate as paracrine and/or autocrine modulators in important functions of the reproductive system, such as ovulation, lutealizasion, blastocyst implantation, decidualization, function of embryo-placental circulation and parturition. In addition, defects of the local CRF system, is thought to be involved in the pathophysiology of the above functions. In the present study, the role of CRF and CEACAM1 peptides in the physiology of trophoblast invasion as well as the role of CRF, UCN and pro-apoptotic Fas/FasL peptides in implantation failure were investigated. The study also examined the effect of decidual lymphocytes on extravillous trophoblasts (EVT) as a potential element of the cellular and molecular mechanisms involved in the pathophysiology of miscarriages. The data presented here, report that CRF reduces the invasive potential of isolated EVT cells. This effect was mediated by CRFR1 and was owed to downregulation of the expression of the adhesion molecule CEACAM1 in the surface of the cells. Blocking of CEACAM1 in the same cells resulted to significant reduction of their invasiveness. In addition, an EVT-based cell line which does not express CEACAM1 was employed. Transfection of these cells with the CEACAM1 gene, led to significant increase of their invasiveness. Next, the following findings were reported. UCN is expressed at the implantation site of the human embryo and more specifically in the EVT of 1st trimester normal placentas. Spontaneous abortion in human is associated with increased expression of CRF and UCN at the implantation site, increased expression of FasL in the decidual leukocytes and increased expression of Fas in EVT cells. The aforementioned molecules were examined both at the level of transcript and translational products. In addition, spontaneous abortions are associated with increased apoptosis of interstitial EVT cells. Finally, the CRF and UCN peptides augment the ability of decidual lymphocytes to induce Fas-mediated apoptosis in the EVT-based cell line. In conclusion, the present study reports novel findings on the role of CRF and UCN in human blastocyst implantation and subsequent placentation, as well as in the impairment of the above procedures.

Ο εκλυτικός παράγοντας της κορτικοτροπίνης (CRF) και τα ομόλογά του πεπτίδια ουροκορτίνες (UCNI, UCNII, UCNIII) αποτελούν τους κύριους ρυθμιστές και συντονιστές των συμπεριφορικών, ενδοκρινικών και ανοσολογικών αποκρίσεων του ανθρώπινου οργανισμού απέναντι στο στρες. Οι δράσεις τους διαμεσολαβούνται μέσω δύο κύριων τύπων υποδοχέων των CRFR1 και CRFR2. Τα πεπτίδια και οι υποδοχείς τους εντοπίζονται στο κεντρικό νευρικό σύστημα αλλά και σε πλήθος ιστών της περιφέρειας, συμπεριλαμβανομένου σχεδόν του συνόλου των ιστών της αναπαραγωγικής οδού. Ο βιολογικός ρόλος του «αναπαραγωγικού» συστήματος των CRF πεπτιδίων μελετάται και προσδιορίζεται τα τελευταία χρόνια. Μέχρι στιγμής έχει διαπιστωθεί η συμμετοχή των πεπτιδίων, ως παρακρινείς και αυτοκρινείς ρυθμιστές, σε σημαντικές λειτουργίες του αναπαραγωγικού συστήματος όπως η ωορρηξία, η ωχρινοποίηση, η εμφύτευση της βλαστοκύστης, η φθαρτοποίηση του στρώματος του ενδομητρίου, η λειτουργία της εμβρυο-πλακουντιακής κυκλοφορίας και η έναρξη του τοκετού. Επίσης προτείνεται ότι τοπική δυσλειτουργία του συστήματος των CRF πεπτιδίων μπορεί να οδηγήσει σε διαταραχές των ανωτέρω διαδικασιών. Στην παρούσα διδακτορική διατριβή μελετήθηκε ο ρόλος των πεπτιδίων CRF και CEACAM1 στη φυσιολογία της τροφοβλαστικής διείσδυσης καθώς και ο ρόλος των πεπτιδίων CRF, Ucn και των προ-αποπτωτικών Fas/FasL, στην διαταραχή της εμφύτευσης της ανθρώπινης βλαστοκύστης, όπως αυτή εκδηλώνεται κλινικά με τις αυτόματες αποβολές. Η μελέτη επεκτάθηκε στη διερεύνηση της αλληλεπίδρασης εξωλαχνωτής τροφοβλάστης (ΕΛΤ) και φθαρτικών λεμφοκυττάρων ως πιθανό στοιχείο των κυτταρικών και μοριακών μηχανισμών που συνθέτουν την παθοφυσιολογία αυτής της κλινικής οντότητας. Διαπιστώθηκε ότι ο CRF ελαττώνει τη διεισδυτική ικανότητα απομονωμένων κυττάρων ΕΛΤ. Η δράση αυτή ήταν ειδική μέσω του CRFR1 υποδοχέα και οφειλόταν σε ελάττωση της έκφρασης του διασυνδετικού μορίου CEACAM1 στην επιφάνεια των κυττάρων. Αποκλεισμός της λειτουργίας του CEACAM1 στα ίδια κύτταρα είχε σαν αποτέλεσμα σημαντική μείωση της διεισδυτικότητάς τους. Επίσης χρησιμοποιήθηκε μια κυτταρική σειρά εξωλαχνωτνών τροφοβλαστών που δεν εκφράζει το CEACAM1 μόριο. Διαμόλυνση των κυττάρων αυτών με το CEACAM1 γονίδιο, οδήγησε σε σημαντική αύξηση της διεισδυτικής τους ικανότητας. Η UCN εκφράζεται στη θέση εμφύτευσης του ανθρώπινου εμβρύου και συγκεκριμένα στην ΕΛΤ σε φυσιολογικούς πλακούντες πρώτου τριμήνου. Οι αυτόματες αποβολές στον άνθρωπο σχετίζονται με αυξημένη έκφραση CRF και UCN στη θέση εμφύτευσης, αυξημένη έκφραση FasL στα λευκοκύτταρα του φθαρτού και αυξημένη έκφραση Fas στην ΕΛΤ. Τα ανωτέρω μόρια μελετήθηκαν σε επίπεδο πεπτιδίου και mRNA. Επιπρόσθετα, οι αυτόματες αποβολές σχετίζονται με αυξημένη απόπτωση της διάμεσης ΕΛΤ. Τέλος, τα πεπτίδια CRF και UCN ενισχύουν την ικανότητα των φθαρτικών λεμφοκυττάρων να προκαλούν Fas-επαγώμενη απόπτωση στην κυτταρική σειρά εξωλαχνωτής τροφοβλάστης. Συμπερασματικά, η παρούσα διατριβή παρουσιάζει νέα δεδομένα στο ρόλο των CRF και UCN στην εμφύτευση της ανθρώπινης βλαστοκύστης και την ακόλουθη πλακουντιοποίηση, καθώς και στην διαταραχή των διαδικασιών αυτών.