Thèse en cours

Impact de l'obésité maternelle sur les dysfonctionnements métaboliques de l'unité fœto-placentaire

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Auteur / Autrice : Marta Hita hernandez
Direction : Marie-Noëlle DieudonnÉ
Type : Projet de thèse
Discipline(s) : Biologie de la reproduction
Date : Inscription en doctorat le 01/09/2020
Etablissement(s) : université Paris-Saclay
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Structure et Dynamique des Systèmes Vivants
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : BREED - Biologie de la Reproduction, Environnement, Epigénétique et Développement
référent : Université de Versailles-Saint-Quentin-en-Yvelines (1991-....)
graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Life Sciences and Health (2020-....)

Résumé

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Le placenta est un organe transitoire présent à l'interface entre la mère et le fœtus. Il assure des fonctions endocrines, d'échanges et de protection immunitaire. Le placenta est un organe métaboliquement très actif avec des besoins en ATP élevés ce qui conduit à une hyperactivité mitochondriale. Ainsi, cet organe présente un stress oxydatif « physiologique » résultant de la production d'espèces réactives de l'oxygène (ROS). Le placenta produit également d'autres ROS telles que l'oxyde nitrique, le monoxyde de carbone et le peroxynitrite qui influencent les fonctions placentaires et en particulier la prolifération et la différenciation des cellules trophoblastiques (1). La fonction mitochondriale est donc essentielle au bon développement et fonctionnement du placenta. Des études démontrent que certaines pathologies de la grossesse telles que la pré-éclampsie et le diabète sont associées à des défauts de la biogenèse et des fonctions mitochondriales dans le placenta humain (2,3). Dans le cas de l'obésité maternelle, le placenta est exposé à un environnement lipotoxique et inflammatoire dû à l'excès de masse grasse. Différents travaux ont montré que les statuts lipidique et inflammatoire sont altérés dans les placentas de femmes obèses (4-6). Cependant, à ce jour, les données de la littérature restent controversées compte tenu de la disparité des populations d'étude (ethnie, présence ou non de diabète gestationnel, intervalle d'indice de masse corporelle…). Une étude très récente réalisée dans notre laboratoire, montre de manière surprenante, que l'obésité maternelle est associée à une diminution du statut inflammatoire du placenta humain (7). Ces premiers résultats suggèrent que le placenta répond et s'adapte face à l'environnement pro-inflammatoire maternel. Concernant le statut lipidique, plusieurs études révèlent que le métabolisme des lipides est centré sur la synthèse des triglycérides qui s'accumulent de manière plus importante dans le placenta de femmes obèses. Ce stockage des triglycérides, qui semble résulter d'une diminution de l'oxydation mitochondriale des acides gras, pourrait conduire à une lipotoxicité placentaire (8). En utilisant un modèle de lapin, notre unité de recherche a mis en évidence une adaptation du métabolisme lipidique placentaire en réponse à l'obésité maternelle. En particulier, comme dans le modèle humain, le placenta accumule des triglycérides et ceci de manière plus importante chez les fœtus mâles que chez les fœtus femelles. De plus, cette étude montre que l'expression placentaire de gènes impliqués dans les voies du métabolisme lipidique tels que LXR (Liver X Receptors) est également dérégulée par l'obésité maternelle avec des spécificités de genre (9). Dans ce contexte, nous souhaitons étudier le rôle des lipides/acides gras sur les fonctions mitochondriales en précisant le statut oxydatif/nitrosatif et le statut inflammatoire du placenta humain. Les spécificités liées au sexe du fœtus seront également évaluées. Les modifications les plus pertinentes observées dans le placenta humain seront étudiées dans le modèle lapin. Le but de ce travail est, à plus long terme, d'utiliser ce modèle animal pour tester des stratégies correctives de l'obésité maternelle. Planning de travail sur 3 ans : 1ère année : Approche ex-vivo (modèle humain) Dans des échantillons placentaires issus de banques déjà constituées dans notre laboratoire (10), les profils d'acides gras et de lipides (membranaires, neutres et complexes) seront analysés par chromatographie en phase gazeuse et LC-MS/MS (10 contrôles, 10 obèses). De plus, la nature des métabolites potentiellement lipotoxiques sera également analysée par LC-MS/MS en collaboration avec l'UMR1280 INRA Nantes. En parallèle, une analyse transcriptomique (RNAseq et RT-qPCR) sera réalisée sur les mêmes échantillons placentaires pour déterminer les cibles moléculaires du métabolisme lipidique (estérification, béta oxydation mitochondriale) en utilisant la plateforme génomique de l'UFR S Veil-Santé UVSQ. Dans des échantillons sanguins, des marqueurs biochimiques (bilan lipidique et inflammatoire) et du stress oxydant (mesure enzymatique) seront mesurés chez la mère et le fœtus (10 contrôles, 10 obèses pour chaque couple mère-fœtus). 2ème année : Approche in vitro (modèle humain) Après avoir déterminé la nature précise des molécules lipotoxiques (1ère année), leurs rôles sur 1) le nombre et la fonction des mitochondries (production d'ATP, consommation d'oxygène, mitotraker) et 2) le stress oxydatif et nitrosatif (production de NO et de ROS, protéines carbonylées et nitrosylées) seront étudiés sur des cultures primaires de trophoblastes humains issus de placentas contrôles et/ou en utilisant une perfusion placentaire d'isotopes stables. En parallèle, une analyse transcriptomique (RNAseq et RT-qPCR) sera réalisée sur les mêmes échantillons pour préciser les cibles moléculaires impliquées (enzymes pro- ou antioxydantes…). 3ème année : Validation du modèle lapin Dans des échantillons placentaires de lapin issues de banques déjà constituées (10 contrôles, 10 obèses), les cibles moléculaires précédemment identifiées dans le modèle humain seront étudiées pour valider ce modèle animal en vue de son utilisation ultérieure pour des stratégies correctives nutritionnelles de l'obésité maternelle. L'ensemble de ce travail devrait permettre de mieux comprendre les mécanismes moléculaires à l'origine des dysfonctions mitochondriales dans le placenta humain au cours de l'obésité maternelle.