Origen fetal de la disfunción placentaria:

el caso de la RCIU

Dra. Paola Casanello

Origen fetal de la disfunción placentaria:

el caso de la RCIU

Paola Casanello MSc, PhD

(pcasane@med.puc.cl)

División de Obstetricia y Ginecología

Escuela de Medicina

Pontificia Universidad Católica de Chile

Curso DOHaD

Facultad de Medicina

Universidad de Antioquia

Medellín, Colombia

Se requiere una adecuada función placentaria para lograr un buen

desarrollo y crecimiento fetal

Placenta: estructura y función vascular

Poston, 1997

Adamson, 1999

Kuzmina et al.,2005

Homeostatic oxygen-sensing system

Keneth et al NEJM, 2005

Efecto de la hipoxemia materna sobre la distribución de flujos en el feto.

Cohn et al., 1974

La hipoxia genera vasoconstricción en la placenta

Howard et al.1987

Efecto de hipoxia aguda en la respuesta vascular de la placenta

Krause et al., 2011

Restricción del Crecimiento Intrauterino:

su relación con hipoxia

www.annegeddes.com

Restricción del Crecimiento Intrauterino (RCIU)

• Incidencia de RCIU en Chile es 3-10% (MINSAL 2009)

• Representa 20 - 25% de las muertes intrauterinas

• Mayor riesgo de morbilidad y mortalidad perinatal

Lin & Santolaya-Forgas, Obstet Gynecol. 1998

Juez et al., Rev Med Chil. 1989

Resnik, 2002

Morbilidad y mortalidad perinatal en RCIU

Biometría por ultrasonido es el “gold standard” para controlar el crecimiento fetal.

Doppler de las arterias umbilicales se usa para evaluar el bienestar fetal.

Diagnóstico y seguimiento de fetos con RCIU

PO2 in the UV = 26 - 32 mmHg

%O2 in UV = 4.5 - 5.5 %

Pardi et al. NEJM.1993

Evidencia clínica de hipoxia en RCIU

Howard 1987

Relación entre peso fetal / peso de la placenta

y Doppler de arterias umbilicales

Pardi et al. Placenta 2002

Función vascular:

Endotelio, Óxido Nítrico e Hipoxia

www.annegeddes.com

VASOCONSTRICTORES

PROCOAGULANTES

PROLIFERACION

VASODILATADORES

ANTICOAGULANTES

APOPTOSIS

Cines et al., Blood, 1998Ray & Shah, Clinical Science, 2005

Función endotelial

Ruta L-arginina-NO

Khazaei et al., Pathophysiology 2008

Myatt, 1992

El principal regulador del tono vascular en la placenta

es el óxido nítrico

Expresión y actividad de isoformas de NOS en la placenta

Krause et al., 2011

2.0%

Set

5% CO2

95% N2

+

37.0 05.0 85Tº %CO2 %H

PROOX

+ Sensor O2

Conexión sensor O2 a Proox

Suministro de mezcla 5% CO2/balance N2

Eliminación de gases de desecho desde cámara

Manómetros de presión (PSI)

2.0%

Set

5% CO2

95% N2

++

37.0 05.0 85Tº %CO2 %H

PROOX

+ Sensor O2

Conexión sensor O2 a Proox

Suministro de mezcla 5% CO2/balance N2

Eliminación de gases de desecho desde cámara

Manómetros de presión (PSI)

RCIU

Normal

RCIU

Normal

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

Normal RCIU

Tra

nsport

e d

e L

-arg

inin

a

pm

ol/

g p

rote

ína/m

in)

*

Efecto de hipoxia sobre la captación de L-arginina en HUVEC

Normoxia

Hipoxia

Casanello et al., 2009

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Normal RCIU

5 2 5 2

Oxígeno (%)

Form

aci

ón d

e L

-[3H

]citru

lina

pm

ol/

g p

rote

ína/3

0 m

in)

Efecto de hipoxia sobre la actividad de NOS en HUVEC

Casanello et al., 2009

HUVEC-Control

HUVEC-RCIU

Control > RCIU

RCIU > Control

N.S.

Background

cDNA MicroarrayAtlas cDNA Expression Array, Clontech

Genes „housekeeping‟Genes

posicionamiento

Algunos genes inducidos por hipoxia en HUVEC de RCIU

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

Normal RCIU Normal RCIU

Pro

teín

a P

KC

/-a

ctin

a(u

nid

ades

arb

itra

rias)

P~

PK

C

/ P

KC

(unid

ades

arb

itra

rias)

Oxígeno (%) 5 2 5 2 5 2 5 2

Calfostina C – – – – + + + +

PKCα

P~PKCα

β-Actina

Oxígeno (%) 5 2 5 2 5 2 5 2

Calfostina C – – – – + + + +

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

Normal RCIU Normal RCIU

Pro

teín

a e

NO

S /-a

ctin

a(u

nid

ades

arb

itra

rias)

P~

eN

OS

/ e

NO

S(u

nid

ades

arb

itra

rias)

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

Normal RCIU Normal RCIU

Pro

teín

a e

NO

S /-a

ctin

a(u

nid

ades

arb

itra

rias)

P~

eN

OS

/ e

NO

S(u

nid

ades

arb

itra

rias)

PKC es activada por hipoxia en HUVEC normales

*

** *

* * * *

Casanello et al., 2009

L-Arginine

hCAT-1 mRNA

L-Arginine

Hypoxia

IUGR

hCAT1

p~PKC

NO

p~p42/44mapk

eNOS mRNA

eNOS

p~eNOS

L-Citrulline

+

NO

Ca2+

hCAT-1 ?

IUGR

Función vascular: Participación de Arginasa-2 en

la regulación del tono vascular placentario

www.annegeddes.com

Yang & Ming, 2006

Vías metabólicas de la L-arginina

Huynh & Chin-Dusting, 2006

Vías que compiten por el metabolismo de L-arginina en el endotelio

ORNT1

Ishikawa et al Placenta 2007

Expresión de Arginasa 1 y 2 en la placenta humana

Noris et al. Hypertension 2004

Expresión de Arginasa-2 en placentas de pacientes con PE

Bernardi et al., 2008

Evidencia de la regulación inversa entre NO/Arginasas en PE

Participación de las arginasas en la vasodilatación dependiente de

NO en vasos umbilicales de embarazos normales

Krause et al., unpublished

Control BEC0

20

40

60

80Normal

IUGR

*

*

* #

Maxim

al

insu

lin

-in

du

ced

rela

xati

on

(% K

+m

ax

)

Krause et al., unpublished

Papel de Arginasa en la reactividad vascular de la vena y arteria

umbilical de embarazos normales y con RCIU

Control BEC0

10

20

30

40

50Normal

IUGR

*

*

#

Maxim

al

insu

lin

-in

du

ced

rela

xati

on

(% K

+m

ax

)

Vena Umbilical

Arteria Umbilical

Normal RCIU

-50

0

50

100

150Control

BEC

L-NA

BEC/LNA

*

* ***

*

#

Ma

x r

ela

xa

tio

n t

o C

GR

P

p < 0.05 ANOVA,

* vs control, # vs Normal control

Krause et al., unpublished

Papel de Arginasa en la reactividad vascular de arterias coriónicas de

embarazos con RCIU

Epigenética:

Mecanismo de programación fetal

-471 -465 -4340

10

20

30

40

50N-PLAEC

IUGR-PLAEC

*

*

CpG Arg 2 promoter

% M

eth

yla

tio

n

* p < 0.05 T-test

Cambios en el patrón de metilación en islas CpG del promotor de Arg-2

-361 -3520

10

20

30

40N-PLAEC

IUGR-PLAEC

CpG eNOS promoter

% M

eth

yla

tio

n

-361 -3520

5

10

15

20N-HUVEC

IUGR-HUVEC

CpG eNOS promoter

% M

eth

yla

tio

n*

#

* p < 0.05 T-test; # p = 0.11

Cambios en el patrón de metilación en islas CpG del promotor de Arg-2

Homogenizados de HUVEC (100 µg de proteínas) expuestos a normoxia (5% O2) e hipoxia

(2% O2) fueron separados en geles 2D, teñidos con Sypro Ruby y escaneado con

Phosphoimager FX

Avance de resultados con geles 2D

Caniuguir et al., unpublished

DOHaD 2011

7th World Congress on

Developmental Origins of Health and Disease

September 18-21, 2011PORTLAND, OREGON USAMarriott, Downtown Waterfront

OHSU Heart Research CenterGreater Oregon March of Dimes

www.dohad2011.org

División de Obstetricia y Ginecología, Facultad de Medicina, PUC

Jorge Carvajal Fernando Abarzúa Juan Pedro Kusanovic Cristián Belmar

Laboratorio de Investigación en Perinatología Laboratorio de Fisiología Celular y Molecular

Catalina Prieto Luis Sobrevia Enrique Guzmán

Bernardo Krause Andrea Leiva Carlos Salomón

Ernesto Muñoz Fabián Pardo Pablo Arroyo

Andrés Caniuguir Carlos Puebla Alejandra Acevedo

Freddy Navarro Francisco Westermeier Ninoska Muñoz

Colaboradores Nacionales

Rodrigo Iturriaga Andrea Miyasaka Francisco Mardones

Colaboradores Internacionales Financiamiento

Mark Hanson (Southampton University, UK) FONDECYT 1080543, 1110977

Leslie Myatt (UTHSA, USA) Anillo ACT 73 (PIA-CONICYT)

Gregory Rice (U Queensland, Australia) VRI-PUC

CONICYT- Becas Chile