Expression et régulation des sous-unités beta de l’hCG au cours de la différenciation du trophoblaste humain au premier trimestre de grossesse

Expression and regulation of hCG beta subunit during human trophoblast differentiation in the first trimester of pregnancy

• Auteur / Autrice : Mélanie Cocquebert
• Direction : Thierry Fournier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Développement
• Date : Soutenance le 04/04/2012
• Etablissement(s) : Paris 5
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Génétique, cellulaire, immunologie, infectiologie et développement (Paris ; ....-2013)
• Jury : Président / Présidente : Virginie Rouiller-Fabre
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Thierry Fournier, Virginie Rouiller-Fabre, Nadia Alfaidy-Benharouga, Marie-Noëlle Dieudonné, Jean-Michel Bidart, Danièle Evain-Brion
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Nadia Alfaidy-Benharouga, Marie-Noëlle Dieudonné

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéines spécifiques de la grossesse

Trophoblaste

Villosités choriales

Placenta

Mots clés libres

Placenta humain

Cytotrophoblastes villeux et extravilleux

HCG beta de type I et de type II

1er trimestre précoce et tardif

PPAR gamma

Facteurs de transcription

Human placenta

Villous and extravillous trophoblast

Type I and type II beta hCG

Early and late first trimester

PPAR gamma

Transcription factors

Résumé

Le placenta humain est un organe indispensable au maintien de la grossesse et au développement foetal. Son unité structurale et fonctionnelle est la villosité choriale constituée principalement de trophoblastes qui se différencient selon la voie villeuse endocrine ou extravilleuse invasive. Ces deux populations trophoblastiques sécrètent de l'hormone chorionique gonadotrope humaine (hCG), hormone indispensable à la grossesse. C'est une glycoprotéine constituée de deux sous-unités: la sous-unité alpha commune avec la LH, FSH et la TSH et la sous-unité beta, spécifique à chaque hormone, codée par un cluster de gênes regroupés en type I (gêne beta 7) et type II (gênes beta 3, 5 et 8). L'hCG est sécrétée dans le compartiment maternel où elle joue un rôle endocrine essentiel au maintien de la grossesse en stimulant la production de progestérone par l'ovaire. L'hCG joue également un rôle localement en stimulant la différenciation de chaque type de trophoblaste. Elle présente, dans le sang maternel, un pic de sécrétion à 10-12 semaines d'aménorrhée (SA), période ou le statut oxydatif placentaire change. En effet, les bouchons trophoblastiques obstruant la lumière des artères spiralées utérines se délitent à cette période, permettant l'entrée progressive du sang maternel dans la chambre intervilleuse. La pression en oxygène augmente de 18 mm/Hg (8-9 SA, 1er trimestre précoce) à 60 mm/Hg (12-14 SA, 1er trimestre tardif). Dans mon travail de thèse, j'ai cherché à mettre en évidence in situ et in vitro l'impact de ce changement de statut oxydatif sur la différenciation des trophoblastes villeux du 1er trimestre, et plus particulièrement sur l'expression des hCG beta de type I et de type II. J'ai ainsi mis en évidence que les trophoblastes villeux mononucléés du 1er trimestre précoce sécrétaient plus d'hCG beta de type I et II, fusionnaient plus rapidement et exprimaient un panel de facteurs de transcription différents par rapport aux trophoblastes villeux du 1er trimestre tardif. Dans un deuxième temps, j'ai comparé in vitro l'expression et la régulation des deux types d'hCG beta entre les trophoblastes villeux et extravilleux. J'ai montré que: 1) les trophoblastes villeux expriment plus d'hCG beta de type I et II que les trophoblastes extravilleux, 2) dans les deux cas l'hCG beta de type II est majoritaire et 3) PPAR gamma régule de façon opposée ces deux types d'hCG entre les trophoblastes villeux et extravilleux. Enfin j'ai mis en évidence que l'expression de ces deux types d'hCG était dérégulée dans la pré-éclampsie et le RCIU. L'étude des mécanismes impliqués dans la régulation des gênes codants pour l'hCG représente un enjeu important pour la compréhension de la différenciation du trophoblaste humain, du développement précoce du placenta et des pathologies de la grossesse.

The human placenta is an essential organ to maintain pregnancy and for foetal growth. Its structural and functional unit is the chorionic villous, which is mainly composed of cytotrophoblasts that follow two differentiation pathways: the endocrine villous and the invasive extravillous trophoblasts. These two trophoblastic subtypes secrete the human chorionic gonadotropin hormone (hCG), an essential hormone for trophoblast differentiation, placental development and pregnancy. hCG is a glycoprotein composed of two subunits: the alpha subunit, which is common to LH, FSH and TSH, and the beta subunit that confers hormone specificity. A gene cluster encodes the beta subunit, type I (CGB7) and type II (CGB3, 5 and 8), that code for two different proteins. hCG is detected in the maternal blood from the first week of pregnancy, with a peak level at 10-12 weeks of gestation (WG). During the first trimester the oxygen concentration in the intervillous space changes from about 2% (prior to 10 WG) to approximately 6-8% (after 12 WG) due to development of blood flow to the placenta. During my PhD work, I studied in situ and in vitro the impact of these different environments during the first trimester on villous cytotrophoblast differentiation, and more specifically on the type I and type II beta hCG gene expression. I showed that type I and type II beta hCG are more expressed in early first trimester cytotrophoblasts and that these cells exibit more fusion features and express a different panel of transcription factors compare to cells from late first trimester. In the second part of my work, I compared the expression and the regulation in vitro of the two types of beta hCG between villous and extravillous cytotrophoblasts. I demonstrated: 1) villous trophoblast express more type I and type II beta hCG compared to the extravillous trophoblast, 2) in both case type II hCG beta is the major form of beta hCG and 3) PPAR gamma differentially regulates type I and type II beta hCG expression in villous and extravillous trophoblasts. Lastly I showed that the expression of type I and type II beta hCG is deregulated in pre-eclampsia and FGR. The study of the mechanisms involved in hCG regulation represents an important issue for the understanding of human trophoblast differenciation and pregnancy pathophysiology.