Leptina regula la supervivencia e invasión de células trofoblásticas

• Autores: Toro, Ayelén Rayen
• Año de publicación: 2016
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Varone, Cecilia Laura
• Materia: LEPTINA; PLACENTA; PROLIFERACION; APOPTOSIS; P53; VIAS DE SEÑALIZACION; INVASION; LEPTIN; PLACENTA; PROLIFERATION; APOPTOSIS; P53; SIGNALING PATHWAYS; INVASION
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

En los mamíferos el crecimiento y la supervivencia del feto durante sudesarrollo dependen exclusivamente de la placenta, un órgano altamenteespecializado que produce un gran número de factores de crecimiento. Leptina, unahormona producida principalmente por el tejido adiposo que se asocia con la saciedady el balance energético, presenta un papel importante en reproducción. Se haevidenciado la expresión de leptina y de sus receptores en placenta y se hademostrado que durante la gestación tiene efectos sobre el crecimiento, laangiogénesis y la inmunomodulación, afectando tanto funciones maternas comofetales. Sin embargo, muchos de los mecanismos de acción de leptina sobre laimplantación y el crecimiento embrionario son aún desconocidos. El presente trabajo ha sido desarrollado con el objetivo de investigar la acciónde leptina sobre la supervivencia e invasión de células placentarias. Se utilizaron comomodelos la línea celular Swan-71 y explantos de placenta humana a término bajodistintas condiciones de estrés celular y daño como el hambreado de factores decrecimiento, la radiación UV, la hipertermia y la acidificación del medio de cultivo. Determinamos que leptina promueve la proliferación de células Swan-71, aumentandola expresión de ciclina D1, Ki-67 y p21. Asimismo demostramos que leptina disminuyela muerte celular por apoptosis evidenciada por la disminución de distintos parámetroscomo la activación de caspasa-3, el clivado de PARP-1 y la fragmentación del ADN. También hallamos que leptina modifica los niveles de intermediarios mitocondrialesaumentando la relación Bcl-2/Bax y disminuyendo la expresión de Bid. Al profundizaren el mecanismo involucrado en el efecto de leptina sobre la sobrevida de célulastrofoblásticas, evidenciamos que leptina disminuye los niveles de expresión, actividady fosforilación en serina 46 del factor de transcripción p53, pieza clave en lamodulación del ciclo celular y apoptosis. Leptina además aumenta los niveles de laproteína Mdm-2, reguladora principal de la vida media de p53. Más aún, por ensayoscon cicloheximida demostramos que la vida media de p53 disminuye en presencia deleptina. Por otro lado mediante el uso de inhibidores farmacológicos y de ensayos detransfección transitoria, observamos que las vías de MAPK (ERK 1/2) y PI3K/Aktmedian los efectos de leptina sobre p53. En último lugar, demostramos que leptinapromueve la migración e invasión trofoblástica. Analizamos la expresión de proteínasinvolucradas en la adhesión celular y observamos que en presencia de leptinadisminuye la expresión de E-cadherina y aumentan los niveles de Integrina β1. Probamos también que leptina modula la expresión y actividad de metaloproteasas,favoreciendo la invasión celular. Los resultados obtenidos refuerzan la noción de leptina como una citoquinaplacentaria involucrada en la regulación de procesos de suma relevancia durante lagestación como la proliferación, apoptosis e invasión, sustentando su importancia enla biología de la reproducción.
In mammals the growth and survival of the fetus during its developmentdepend exclusively on the placenta, a highly specialized organ that produces severalgrowth factors. Leptin, a hormone produced mainly by adipose tissue that is associatedwith satiety and energy balance, has an important role in reproduction. It has beenfound that leptin and its receptor are expressed in placenta and it has been shown thatduring pregnancy leptin modulates growth, angiogenesis and immunomodulation,affecting both maternal and fetal functions. However, many of the mechanisms ofleptin action on embryo implantation and growth are still unknown. This work has been developed in order to investigate leptin action on survivaland invasion of placental cells. Swan-71 cell line and human placental explants wereused as models and were exposed under different conditions of cellular stress anddamage as starved of growth factors, UV irradiation, hyperthermia and acidification ofthe culture medium. We found that leptin promotes proliferation of Swan-71 cells byincreasing cyclin D1, Ki-67 and p21 expressions. We demonstrated that leptindecreases cell death by apoptosis as evidenced by reduction of various parameterssuch as the activation of caspase-3, cleaved PARP-1 and DNA fragmentation. We alsofound that leptin influences mitochondrial intermediates by augmenting Bcl-2/Baxratio and decreasing Bid expression. By delving into the mechanisms involved in leptineffect on the survival of trophoblast cells, we showed that leptin decreased expression,activity and phosphorylation of serine 46 of p53 transcription factor, a key element inthe modulation of cell cycle and apoptosis. Leptin also increases the levels of Mdm-2,the main regulator of p53 protein half-life. Moreover, using cycloheximide we showedthat p53 half-life decreases in the presence of leptin. Furthermore by usingpharmacological inhibitors and transient transfection assays, we observed that MAPK (ERK 1/2) and PI3K/Akt pathways mediate leptin effects on p53. Moreover, we showedthat leptin promotes trophoblastic migration and invasion. We analyzed the expressionof proteins involved in cell adhesion and found that leptin decreases E-cadherinexpression and increased β1 integrin levels. We also demonstrated that leptinmodulates the expression and activity of metalloproteinases, promoting cell invasion. In summary, our results reinforce the notion of leptin as a placental cytokineinvolved in the regulation of processes extremely important during pregnancy asproliferation, apoptosis and invasion, supporting the importance of leptin in thebiology of reproduction.
Fil: Toro, Ayelén Rayen. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.