Acción de la prolactina sobre la función ovárica durante la gestación de Lagostomus maximus (Rodentia: Chinchillidae)

• Autores: Cortasa, Santiago Andrés
• Año de publicación: 2021
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Dorfman, Verónica B.; Halperin, Julia
• Materia: Prolactina; Vizcacha; Gestación; Pseudo-ovulación; Prolactin; Vizcacha; Gestation; Pseudo-ovulation; Función ovárica; Hormonas; Lagostomus maximus; Ciencias Veterinarias
• Institución: Universidad de Buenos Aires

The South America plains vizcacha, Lagostomus maximus, is an histricogmorph caviomorph rodent autochthonous of Argentina. The vizcacha has a biannual reproductive cycle and a gestation period of approximately 155 days. Its gestation is characterized by the implantation of 10 to 12 embryos, which undergo a progressive and selective natural reabsorption, and only the 2 embryos located closest to the cervix complete their development. This characteristic would be related to a deficient production of placental progesterone (P4) due to its early calcification, so the P4 necessary to sustain the viability of these embryos would come from the ovaries, specifically from the corpora lutea (CL). Furthermore, our group has previously described that around the day 70 of gestation, the vizcacha undergoes a marked hormonal decrease that enables the reactivation of the hypothalamic-pituitary-ovarian (HPO) axis and results in a pseudo-ovulation process that promotes luteinization and the formation of a set of accessory corpora lutea (aCL). This could help restore the ovarian steroid levels and thus to carry the pregnancy to term. Considering that PRL plays a key role in the production of luteal P4 during the gestation of murines, in the present thesis it was proposed that in the case of the vizcacha, PRL participates in the modulation of its reproductive axis by targeting the ovary and promoting the secretion of luteal P4, and also, by targeting the hypothalamic-pituitary axis and promoting the secretion of luteinizing hormone (LH). To test this hypothesis, the existence of a functional relationship between PRL and the ovulatory event at mid-gestation, the variant of the PRL receptor involved in modulating this event, as well as the role of PRL in the regulation of the hypothalamic-pituitary activity of L. maximus were investigated. For this, pregnant and non-pregnant adult female vizcachas were used. Various experimental techniques such as ovarian explant culture, ovulation induction in pregnant females (OIP), and an effective induced hyperprolactinemia (H-PRL) model were developed. The ovarian proteomic analysis was performed for the first time for this specie. Using morphological, immunohistochemical and functional technics, both the steroidogenic reactivation of the primary CL (pCL) and the steroidogenic activity in the aCL immediately after the reactivation of the HPO axis during pregnancy were determined. Moreover, the participation of PRL in this process could be established. Specifically, the increased expressions of steroidogenic enzymes and of the angiogenesis marker VEGF were determined. Both the size of luteal structures and the immunoreactive areas for steroidogenic enzymes revealed that, of the luteal structures, the pCL are the main contributors to the restoration of P4 levels. On the other hand, by using an induced hyperprolactinemia model, the active role of PRL in the ovarian function was determined, and its ability to stimulate both the expression of steroidogenic enzymes and the luteogenesis process were confirmed. This PRLinduced activity would occur through the prolactin receptor long variant since its effects were suppressed by the Janus kinase inhibitor AG490. In ovarian explants of OIP stimulated with PRL, steroidogenic response was not detected. The fact that PRL induced significant increases in aromatase activity and LH receptor (LHR) in antral follicles suggests that PRL would exert its stimulation prior the reactivation of the HPO axis during pregnancy. Such earlier participation would be key in increasing the antral follicles sensitivity to the imminent increase of LH as result of the reactivation of the HPO axis during pregnancy. The analysis of the ovarian proteome of H-PRL animals compared with their controls indicated that, in addition to its role as a modulator of ovarian steroidogenesis, PRL also induces the expression of various tissue remodeling factors. Therefore, PRL targets the ovary of the vizcachas before hypothalamicpituitary reactivation and mediates multiple actions through the long form of its receptor, such as regulating ovarian activity by inducing maturation of the antral follicles and favoring the steroidogenic reactivation of pCL and the aCL formation. Likewise, it is important to note that the results obtained in this work indicate that the ovarian activity would be favored by hypothalamic-pituitary reactivation. PRL was shown to regulate the release of gonadotropin-releasing hormone (GnRH) and LH in a dose-dependent manner, with increased release of these hormones stimulated by moderate levels of PRL and inhibition induced by high levels of this hormone. It should be noted that, unlike what has been described in other mammals, the GnRH neurons of the vizcacha express PRL receptor, which would favor the direct regulation of GnRH expression and release by PRL. Thus, it could be concluded that in Lagostomus maximus, PRL would be a key hormone in the regulation of the pseudo-ovulation process at mid-pregnancy. It would participate in the reactivation of the HPO axis, and ultimately result in an increase in P4 levels, which are essential to complete their development of the two embryos that escaped the reabsorption process.
Fil: Cortasa, Santiago Andrés. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Veterinarias. Buenos Aires, Argentina
La vizcacha de las llanuras de Sudamérica, Lagostomus maximus, es un roedor caviomorfo histricognato autóctono de la República Argentina que presenta un ciclo reproductivo bianual y un período de gestación de aproximadamente 155 días. Su gestación se caracteriza por la implantación de 10 a 12 embriones, los cuales experimentan reabsorción natural progresiva y selectiva resultando en que sólo los 2 embriones localizados más cercanos al cérvix completen su desarrollo. Esta característica estaría relacionada con una producción deficiente de progesterona (P4) placentaria debido a una calcificación temprana de la misma, por lo que la P4 necesaria para sostener la viabilidad de esos embriones provendría de los ovarios, específicamente de los cuerpos lúteos (CL). Más aún, nuestro grupo de trabajo ha descripto que alrededor del día 70 de gestación la vizcacha sufre una marcada disminución hormonal que habilita a la reactivación del eje hipotalámico-hipofisarioovárico (HHO) y resulta en un proceso de pseudo-ovulación que promueve la luteinizacion y la formación de un conjunto de cuerpos lúteos accesorios (CLa), que le permiten el aumento de las esteroides ováricos y con ello llevar a término su gestación. Teniendo en cuenta que la PRL ejerce un rol clave en la producción de P4 luteal durante la gestación de murinos, en la presente tesis se propuso que en el caso de la vizcacha, PRL participa en la modulación del eje reproductivo haciendo blanco sobre el ovario, favoreciendo la secreción de la P4 luteal, y sobre el eje hipotalámicohipofisario, favoreciendo la secreción de hormona luteinizante (LH). Para poner a prueba esta hipótesis se propuso investigar la existencia de una relación funcional entre la acción de la PRL y el evento ovulatorio a mitad de la gestación, determinar la variante del receptor de PRL involucrada en la modulación este evento, y establecer el rol de la PRL en la regulación de la actividad hipotalámico-hipofisaria de L. maximus. Para ello, se utilizaron vizcachas hembras adultas preñadas y no preñadas. Se pusieron a punto diversas técnicas experimentales como cultivo de explantos de ovarios, inducción de la ovulación en hembras preñadas (OIP) y se desarrolló un modelo de hiperprolactinemia inducida (H-PRL) eficaz. También se realizó por primera vez, un análisis de proteoma de ovario para esta especie. Mediante estrategias morfológicas, inmunohistoquímicas y funcionales, se determinó la reactivación esteroidogénica de los CL primarios (CLp) y la actividad esteroidogénica en los CLa inmediatamente después de la reactivación del eje HHO durante la preñez con la participación de la PRL en este proceso. Específicamente, se registró un aumento de la expresión de enzimas esteroidogénicas y del marcador de angiogénesis VEGF. La determinación del tamaño de las estructuras luteales y de las área inmunoreactivas para enzimas esteroidogénicas reveló que serían los CLp los que presentan mayor aporte esteroidogénico para la restauración de los niveles de P4. Por otra parte, el modelo de hiperprolactinemia inducida permitió determinar el rol activo de la PRL sobre la función ovárica y confirmar su capacidad de estimular la expresión de las enzimas de la vía esteroidogénica y el proceso de luteogénesis. Esta actividainducida por PRL ocurriría a través de la isoporma larga de su receptor asociada a la via Jak-Stat ya que sus efectos se suprimieron en presencia de AG490. En explantos de ovarios OIP estimulados con PRL no se detectó respuesta jesteroidogénica. Esto podría deberse a que la PRL ejercería su estimulación en una etapa previa a la reactivación del eje HHO, tal como se ve en los incrementos significativos de la actividad de aromatasa y del receptor de LH (R-LH) en folículos antrales. Esto incrementaría la sensibilidad de los mismos al inminente aumento de LH producto de la reactivación del eje HHO durante la gestación. El análisis del proteoma de los animales H-PRL comparado con el de sus controles, indicó que todo este proceso, impulsado principalmente por PRL, estaría a su vez induciendo diversos factores de remodelación tisular. Estos resultados indicarían que en el ovario de la vizcacha, la PRL actuando a través de la isoforma larga de su receptor, comenzaría a regular la actividad ovárica desde la maduración de los folículos antrales previo a la pseudo-ovulación favoreciendo la reactivación esteroidogénica de los CLp y la formación de los CLa. Asimismo, es importante destacar que los resultados obtenidos indican que esta actividad ovárica se vería favorecida por la reactivación hipotalámica-hipofisaria. La PRL demostró regular la liberación de la hormona liberadora de gonadotropinas (GnRH) y de LH de manera dosis dependiente, con aumento de la liberación de estas hormonas estimulado por niveles moderados de PRL e inhibición inducida por niveles altos de la misma. Cabe destacar que a diferencia de lo descripto en otros mamíferos, las neuronas GnRH de la vizcacha expresan receptor de PRL lo cual favorecería la regulación directa de PRL sobre la expresión y liberación de GnRH. De este modo, se podría concluir que en Lagostomus maximus, la PRL sería una hormona clave en la regulación del proceso de pseudo-ovulación a mitad de la preñez; ya que participaría en la reactivación del eje HHO y finalmente resultaría en el aumento de los niveles de P4, que serían fundamentales para que completen su desarrollo los dos embriones que escaparon al proceso de reabsorción.
Doctor de la Universidad de Buenos Aires en Ciencias Veterinarias