Έκφραση του σηματοδοτικού μονοπατιού Notch σε πλακούντες εγκύων με προεκλαμψία

Abstract

Preeclampsia (PE) is a major cause of maternal mortality and morbidity, affecting 3-5% of all pregnancies. The Notch signaling pathway plays an important role during placental development, activating several target genes. Defects in the Notch pathway have adverse effect on placentation. The aim of this study was to investigate the expression of receptors NOTCH1,-2,-3,-4, ligands DLL1,-3,-4, JAG1,-2 and target genes HEY1,-2 in placental tissue samples from 20 late preterm or term pregnancies complicated by PE versus 20 normal pregnancies. mRNA levels of the studied molecules were measured by quantitative Real-Time PCR (qRT-PCR), while the protein expression of the intracellular domain of NOTCH2 (NICD2) and NOTCH3 (NICD3) was measured by Western Blot (WB). qRT-PCR analysis revealed that NOTCH1, NOTCH4 and DLL1 were not expressed in the placenta. On the contrary, NOTCH2, NOTCH3, DLL3, DLL4, JAG1, JAG2, HEY1 and HEY2 mRNA levels were downregulated in PE samples vs. controls (p<0.01). WB confirmed that NICD2 (p=0.014) and NICD3 (p<0.001) protein levels were also lower in PE specimens. Statistical analysis revealed several significant associations: of NOTCH3 mRNA expression with smoking during pregnancy (p=0.029), of NICD3 protein levels (p=0.028) and DLL3 mRNA levels (p=0.041) with birth weight centile, and of HEY2 transcript levels with parity (p=0.034) and mode of delivery (p=0.028). Our results suggest that Notch pathway downregulation is associated with PE. Further studies are required in order to determine the role of these molecules in PE pathogenesis and to evaluate their potential use for the early detection and treatment of PE.

Η προεκλαμψία αποτελεί μια από τις κυριότερες αιτίες μητρικής και εμβρυικής/νεογνικής νοσηρότητας και θνητότητας και επιπλέκει το 3-5% των κυήσεων. Προηγούμενες μελέτες έδειξαν ότι μέλη του σηματοδοτικού μονοπατιού Notch (Notch signaling pathway) εκφράζονται στον πλακούντα και παίζουν σημαντικό ρόλο στην ομαλή ανάπτυξη του ενεργοποιώντας μεταγραφικούς παράγοντες οι οποίοι αλλάζουν την έκφραση γονιδίων στόχων. Διαταραχές στη λειτουργία του μονοπατίου Notch σχετίζονται με παθολογική πλακουντοποίηση. Σκοπός της μελέτης αυτής είναι να εξετάσει την έκφραση των υποδοχέων (receptors) NOTCH1,-2,-3,-4, των συνδετών (ligands) DLL1,-3,-4, JAG1,-2 και των γονιδίων στόχων (target genes) HEY1,-2 σε πλακούντες κυήσεων με προεκλαμψία. Εξετάστηκαν δείγματα πλακουντιακού ιστού από 20 προεκλαμπτικές και από 20 φυσιολογικές κυήσεις. Τα επίπεδα mRNA των υπό εξέταση μορίων μετρήθηκαν με ποσοτική (quantitative) Real-Time PCR (qRT-PCR) ενώ η πρωτεϊνική έκφραση της ενδοκυττάριας περιοχής (intracellular domain) των NOTCH2 (NICD2) και NOTCH3 (NICD3) εκτιμήθηκαν με Western Blot (WB). Τα αποτελέσματα μας έδειξαν ότι οι υποδοχείς Notch-1 και Notch-4 αλλά και ο συνδέτης Dll-1 δεν εκφράζονται στους πλακούντες γυναικών με προεκλαμψία ή με φυσιολογική εγκυμοσύνη. Ωστόσο, τα επίπεδα έκφρασης mRNA των NOTCH2, NOTCH3, DLL3, DLL4, JAG1, JAG2, HEY1 and HEY2 ήταν μειωμένα στα παθολογικά δείγματα σε σχέση με τα φυσιολογικά (p<0.01). Η ανάλυση με WB επιβεβαίωσε ότι τα επίπεδα πρωτεϊνικής έκφρασης των NICD2 και NICD3 ήταν επίσης ελαττωμένα στα δείγματα της προεκλαμψίας (p=0.014 και p<0.001, αντίστοιχα). Περαιτέρω στατιστική ανάλυση έδειξε α) μη έκφραση σε γονιδιακό επίπεδο του υποδοχέα NOTCH3 στις εγκύους εκείνες που κάπνιζαν και στη διάρκεια της εγκυμοσύνης σε σχέση με εκείνες που το έκοψαν (p=0.029) και β) στις περιπτώσεις με προεκλαμψία και βάρος νεογνού μικρότερο από την 5η εκατοστιαία θέση παρατηρήσαμε υψηλότερα επίπεδα πρωτεΐνης του NICD-3 (p=0.028) και υψηλότερα επίπεδα mRNA του Dll-3 (p=0.041). Τα αποτελέσματα της μελέτης μας δείχνουν ότι το σηματοδοτικό μονοπάτι Notch αποτελεί σημαντικό μέρος της παθογένειας αυτής της επιπλοκής της εγκυμοσύνης. Περαιτέρω μελέτες απαιτούνται με σκοπό να διερευνηθεί βαθύτερα και να καθοριστεί ο ρόλος των εξετασθέντων μορίων στην προεκλαμψία και να μελετηθεί η δυνητική τους χρήση στην πρόβλεψη και τη διαγνωστική και θεραπευτική προσέγγιση της νόσου.