Une étude récente réalisée conjointement par des chercheurs d’universités et d’hôpitaux américains et israéliens a révélé des informations cruciales sur le développement précoce de tissus spécialisés qui protègent le fœtus pendant la grossesse humaine, les résultats pouvant aider à prévenir les complications dangereuses de la grossesse, comme la prééclampsie et la prématurité. naissance.
La recherche, qui s’est concentrée sur le développement de l’interface materno-fœtale au cours de la première moitié de la grossesse, révèle de nouvelles connaissances sur la façon dont les artères utérines de la mère se transforment pour une croissance et un fonctionnement sains du placenta, et sur la façon dont les cellules fœtales étrangères parviennent à échapper à la réponse immunitaire maternelle tout en envahir la paroi utérine de la mère. Même à proximité, les puissantes cellules immunitaires de la mère n’attaquent pas les cellules du fœtus.
Les résultats de l’étude, publiés en juillet dans la revue à comité de lecture Nature, ont été rendus possibles grâce à l’utilisation d’une nouvelle technologie, connue sous le nom d’imagerie par faisceau ionique multiplexé par temps de vol, ou MIBI-TOF, dans le laboratoire du Dr Mike Angelo à Université de Stanford. MIBI-TOF est un instrument spécial qui permet aux scientifiques de détecter simultanément des dizaines de marqueurs génétiques et de protéines de plus que la lumière optique lors de l’examen d’échantillons de tissus.
« Mike a inventé ce microscope incroyable qui a vraiment révolutionné la pathologie », a déclaré le Dr Shirley Greenbaum, premier auteur de l’étude.
Après ses études médicales et sa résidence en obstétrique et gynécologie au Hadassah Medical Center, Greenbaum a fait ses études postdoctorales à Stanford, à partir de 2017. Dans son travail clinique, elle a traité des patients atteints de prééclampsie, une complication grave et potentiellement mortelle pour une mère et son fœtus. , qui affecte cinq à huit pour cent des grossesses.
« La prééclampsie est une maladie si déroutante et elle est spécifique principalement aux humains. Il y a eu des dizaines d’années de recherche dans le domaine et nous en savons plus, mais nous n’avons pas fait beaucoup de progrès en termes de traitement. Nous livrons essentiellement les femmes qui reçoivent un diagnostic de prééclampsie tôt, même au prix de la prématurité du bébé, pour sauver la vie de la mère et du bébé », a déclaré Greenbaum.
Parmi les difficultés rencontrées pour étudier les causes de la prééclampsie au niveau cellulaire, il y a le fait qu’elle n’est diagnostiquée qu’au moins à la 20e semaine de grossesse, moment où il est trop dangereux de prélever des échantillons placentaires. De plus, puisque la condition se trouve presque exclusivement chez l’homme, il n’y a pas de modèles animaux à étudier en laboratoire.
L’examen des placentas après les naissances prééclamptiques a montré que les artères de la couche qui borde les côtés maternel et fœtal du placenta, appelée caduque, conservent leur muscle lisse et ne se déroulent pas de spirales serrées. Pour une grossesse en santé, les artères doivent changer de structure et s’ouvrir correctement pour fournir de l’oxygène et des nutriments au placenta et au fœtus.
« La pensée actuelle est que la prééclampsie trouve en fait son origine dans la fenêtre critique des premières semaines de grossesse, car c’est là que se déroule tout le remodelage des artères maternelles », a déclaré Greenbaum.
Pour étudier cette théorie, l’équipe de recherche a obtenu 66 échantillons d’interruptions de grossesse non médicalement indiquées (entre la sixième et la vingtième semaine) de l’Université de Californie à San Francisco. Ils ont utilisé MIBI-TOF pour examiner environ 500 000 cellules et 588 artères dans des caduques intactes à différents stades de la grossesse. MIBI-TOF a permis aux scientifiques de détecter jusqu’à 40 marqueurs simultanément au niveau d’une seule cellule – un tout nouveau niveau de résolution.
Ils ont pu voir comment, lors de grossesses saines, les artères maternelles se déroulaient correctement au fil du temps lorsque le placenta adhère à la paroi utérine.
« Ces artères, lorsqu’elles se dilatent, peuvent délivrer un flux sanguin à basse pression et à faible vitesse dans le placenta. Ensuite, les structures fœtales en forme de doigt dans le placenta appelées villosités se prélassent dans le sang et absorbent les nutriments et l’oxygène afin que le bébé puisse grandir et que la grossesse puisse se développer de manière optimale », a déclaré Greenbaum.
Le deuxième objectif de l’étude portait sur « l’invasion normale des cellules fœtales » dans les tissus de la paroi utérine de la mère. Les chercheurs ont constaté, de manière surprenante, que le système immunitaire sain et robuste de la mère n’attaquait pas les cellules fœtales étrangères.
« C’est incroyable car dans toute autre situation, ces cellules étrangères avec des protéines et un ADN différents évoqueraient immédiatement une réponse immunitaire », a noté Greenbaum.
Pour comprendre ce phénomène, Greenbaum et les autres avaient besoin de savoir quelles populations de cellules étaient présentes dans la couche entourant la grossesse et quelles protéines elles exprimaient. Ils ont découvert qu’un énorme 50% des cellules du côté maternel de la caduque étaient des cellules immunitaires.
« C’est frappant. Je veux dire, peu de tissus dans le corps ont un pourcentage aussi élevé de cellules immunitaires. Non seulement cela, mais ici, ils n’attaquent pas la grossesse », a déclaré Greenbaum.
Grâce à la technologie de pointe à la disposition de l’équipe, ils ont pu non seulement déterminer le pourcentage de cellules immunitaires à chaque étape de la première moitié de la grossesse, mais aussi identifier les sous-populations spécifiques des cellules maternelles et fœtales dans la région et le protéines qu’ils expriment pour communiquer entre eux.
L’une des découvertes était que certaines populations de cellules immunitaires plus tolérogènes (tolérantes) augmentent avec l’avancement de la grossesse, tandis que d’autres qui sont considérées comme plus agressives diminuent.
« Cela ne m’a pas surpris, mais nous avons constaté que certaines de ces protéines exprimées ont un effet tolérogène sur le système immunitaire dans d’autres cas. C’était assez étonnant de voir certaines similitudes entre les protéines tolérogènes (telles que PD-L1) dans l’interface mère-fœtus, jouant également un rôle dans la suppression de la réponse immunitaire dans le cancer », a déclaré Greenbaum.
« C’est désagréable de comparer un fœtus à un cancer, mais c’est vraiment intéressant du point de vue biologique », a-t-elle déclaré.
Maintenant que Greenbaum et ses collègues ont cartographié les cellules et les protéines impliquées dans le processus physiologique normal du développement sain de l’interface mère-fœtus, il serait possible de faire des comparaisons significatives avec ce qui se passe dans la prééclampsie. MIBI-TOF pourrait rendre cela possible.
« Nous examinerions à nouveau les placentas des naissances de prééclampsie et espérons que nous remarquerons des différences dans certains des [cell] populations et dans l’expression de certaines protéines intéressantes que nous avons capturées. Et puis nous partirons de là », a déclaré Greenbaum.
