Inmunorregulación y homeostasis del programa de decidualización
La implantación embrionaria es un proceso crítico para el establecimiento del embarazo, que requiere la presencia de un endometrio receptivo, un embrión competente, y una adecuada interacción entre ambos, conocido como “diálogo embrio-endometrial”. Para ello, el endometrio se diferencia cíclicamente...
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| Autor principal: | |
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| Otros Autores: | , , , , , |
| Formato: | Tesis Libro |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2023
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| Materias: | |
| Aporte de: | Registro referencial: Solicitar el recurso aquí |
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| 100 | 1 | |a Fernández, Laura de Carmen | |
| 245 | 1 | 0 | |a Inmunorregulación y homeostasis del programa de decidualización |
| 246 | 3 | 1 | |a Immune regulation and homeostasis of the decidualization program |
| 260 | |c 2023 | ||
| 300 | |a 150 p. : |b il. (algunas color), fotos color, gráfs. (algunos color) | ||
| 502 | |b Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Química Biológica |c Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |d 2023-12-13 |g Universidad de Buenos Aires - CONICET. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (IQUIBICEN) | ||
| 506 | |2 openaire |e Autorización del autor |f info:eu-repo/semantics/openAccess | ||
| 518 | |o Fecha de publicación en la Biblioteca Digital FCEN-UBA | ||
| 520 | 3 | |a La implantación embrionaria es un proceso crítico para el establecimiento del embarazo, que requiere la presencia de un endometrio receptivo, un embrión competente, y una adecuada interacción entre ambos, conocido como “diálogo embrio-endometrial”. Para ello, el endometrio se diferencia cíclicamente a través del proceso de decidualización, adquiriendo no solo la capacidad de ser receptivo a la implantación del blastocisto, sino también de sensar su calidad. Particularmente, el programa de decidualización está asociado a dos procesos que alteran y controlan el secretoma de las células: el estrés del retículo endoplasmático (ER) y la senescencia celular. El objetivo de este trabajo es investigar la homeostasis del período peri-implantacional, con foco en el ER y la senescencia durante la decidualización. Asimismo, estudiamos cómo la calidad embrionaria modula diferencialmente el microambiente inmune decidual. Para ello, utilizamos diversos modelos in vitro, ex vivo e in sílico que incluyen líneas celulares, biopsias endometriales y medios condicionados de embriones. En primer lugar, abordamos el estudio del programa de decidualización utilizando la línea celular de estroma endometrial humano (HESC). Las células HESC fueron decidualizadas utilizando un protocolo estándar de estimulación con AMP cíclico y medroxiprogesterona. Así, confirmamos que la línea celular HESC expresa DIO2, LUM y CLU, genes asociados a la senescencia endometrial. También detectamos que la decidualización indujo la actividad de β-galactosidasa, un marcador característico de las células senescentes. Teniendo en cuenta resultados de nuestro laboratorio, que muestran que la decidualización induce ER, evaluamos la asociación entre el ER y la senescencia durante la decidualización. Para ello, las células HESC fueron estimuladas con tapsigargina (Tg), un inductor farmacológico de ER. Las células decidualizadas pre-tratadas con Tg presentaron una expresión disminuida tanto de los marcadores de decidualización FOXO1 y FTL, como de los marcadores de senescencia DIO2, LUM y β-galactosidasa, indicando que el exceso de ER altera el surgimiento de ambos subsets. Para evidenciar si estas alteraciones condicionan la receptividad endometrial, evaluamos estos marcadores en biopsias endometriales de pacientes con fallas recurrentes en las fertilizaciones in vitro (RIF por sus siglas en inglés). Como control, se utilizaron muestras de mujeres fértiles. Las pacientes con RIF presentaron menores niveles de expresión de FOXO1, un factor de transcripción maestro del programa de decidualización. Esto fue acompañado por un aumento de FTL, marcador de la población decidual madura; y una reducción de DIO2, marcador de la población decidual senescente; sugiriendo un desbalance entre ambos subsets en estas pacientes. A continuación, decidimos profundizar en el rol específico de distintos genes asociados a ER en el proceso de senescencia decidual. Para ello, realizamos un análisis in silico de datos de secuenciación de célula única (scRNAseq) de células estromales endometriales. Este análisis mostró un posible rol de la chaperona GRP78 (codificada por el gen HSPA5) en el control del destino celular durante la decidualización. Esto fue confirmado en cultivos primarios de células estromales endometriales, donde el knockdown de HSPA5 no solo disminuyó los marcadores de decidualización; sino que también redujo la actividad de β-galactosidasa. Estos resultados sugieren que la chaperona del retículo endoplasmático GRP78 es necesaria para la generación de la respuesta decidual y la senescencia asociada. La decidualización aporta al endometrio las propiedades de receptividad y selectividad. En este sentido, mediante microscopía de fuerza atómica logramos caracterizar la topografía de las células HESC y determinar su módulo de elasticidad. Este análisis mostró que las células decidualizadas son más blandas que las no diferenciadas, lo cual favorecería la implantación. Asimismo, mediante un modelo in vitro de expansión embrionaria observamos que las células decidualizadas modulan selectivamente su permisividad para la invasión trofoblástica de acuerdo con la calidad del embrión. Como contraparte del diálogo embrio-endometrial, el éxito de la implantación requiere de un embrión competente. En este sentido, las células decidualizadas adquieren la capacidad de sensar la calidad del embrión, permitiendo únicamente la implantación exitosa de embriones viables. Para abordar el estudio de este proceso utilizamos un modelo in vitro donde las células HESC decidualizadas fueron estimuladas con medios condicionados de embriones (MCE) humanos obtenidos por técnicas de fertilización in vitro y clasificados según su calidad como de desarrollo competente (DC) o detenido (DD). Así, evidenciamos que los MCE de DD aumentan la producción de mediadores inflamatorios en las células decidualizadas, así como el reclutamiento y activación de neutrófilos, en forma similar a lo que ocurre al inicio de la menstruación. Dado que el establecimiento de la interfase materno-fetal requiere de la inducción de mecanismos de tolerancia inmunológica, a continuación nos propusimos estudiar el efecto de la calidad de los MCE sobre estos procesos. En primer lugar, observamos que los MCE de DD reducen la producción de IL-10 a la vez que disminuyen la expresión del sistema VIP/VPAC. Por su parte, al evaluar la diferenciación de monocitos de sangre periférica a células dendríticas, observamos que la decidualización induce un perfil tolerogénico que se mantiene en presencia de los MCE, aunque con un potencial tolerogénico disminuido en el caso de los de DD. Finalmente, los MCE de DD también redujeron la capacidad de las células decidualizadas de reclutar linfocitos T regulatorios. Los presentes resultados muestran que los niveles de ER en las células estromales controlan la senescencia durante la decidualización. En particular, reportamos que la chaperona GRP78 regula no solo el ER, sino también generación de la respuesta decidual y la senescencia asociada. Asimismo, las pacientes con RIF presentaron alteraciones en estos procesos, resaltando su relevancia en la receptividad endometrial. Por otra parte, demostramos que los MCE de desarrollo detenido modulan el transcriptoma y secretoma de las células decidualizadas generando un microambiente inflamatorio asociado al inicio de la menstruación, a la vez que tienen un efecto negativo sobre moléculas y poblaciones inmunes que median mecanismos de tolerancia. |l spa | |
| 520 | 3 | |a Embryo implantation is a critical step on pregnancy establishment, requiring the presence of a competent embryo, a receptive endometrium, and a proper interaction between them both, known as ‘embryo-endometrial crosstalk’. The human endometrium undergoes cyclic differentiation through the decidualization process, acquiring not only the ability to be receptive to embryo implantation, but also to sense its quality. Particularly, the decidualization program is associated to two processes that modulate and control the cellular secretome: endoplasmic reticulum (ER) stress and cellular senescence. The objective of this thesis is to investigate the homeostasis of the peri-implantation period, with focus on ER stress and senescence during decidualization. Moreover, we studied how embryo quality differentially shapes the decidual immune milieu. To approach this aim, we used several in vitro, ex vivo and in silico models that involve cell lines, endometrial biopsies and embryo conditioned media. First, we studied the decidualization program using the human endometrial stromal cell line (HESC). HESC cells were decidualized using a standard stimulation protocol with cyclic AMP and medroxyprogesterone. We confirmed that HESC cell line expresses DIO2, LUM and CLU, which are genes associated to endometrial senescence. We also detected that decidualization induced β-galactosidase activity, a hallmark of senescent cells. Considering previous results from our laboratory showing that the decidual differentiation induces ER stress, we evaluated the association between ER stress and senescence during decidualization. For that purpose, HESC cells were stimulated with thapsigargin (Tg), a pharmacological ER stress inducer. Decidualized cells pre-treated with Tg showed decreased expression of both decidualization markers FOXO1 and LUM, as well as senescence markers DIO2, LUM and β-galactosidase activity. These results suggest that excessive ER stress disrupts the emergence of both subsets. To evidence whether these alterations conditions endometrial receptivity, we tested these markers in endometrial biopsies from recurrent implantation failure (RIF) patients. Samples from fertile women were used as control. RIF patients displayed lower levels of FOXO1 expression, a master transcription factor of the decidualization program. This was accompanied by an increase in FTL, a marker of the mature decidual population; and a reduction in DIO2, a marker of the senescent decidual population, suggesting an imbalance between these subsets in these patients. Next, we went further on the specific role of different ER stress associated genes on endometrial senescence. For this aim, we performed and in silico analysis using single cell RNA sequencing (scRNAseq) data from endometrial stromal cells. This analysis suggested a role for the ER chaperone GRP78 (encoded by HSPA5 gene) in controlling cell fate during decidualization. This was confirmed in primary cultures of endometrial stromal cells, where HSPA5 knockdown not only downregulated decidualization markers, but also reduced β-galactosidase activity. These results suggest that endoplasmic reticulum chaperone GRP78 is needed for a proper decidualization and the associated senescent response. Decidualization confers receptive and selective properties to the endometrium. Using atomic force microscopy, we determined the topography and elasticity modulus of HESC cells. This analysis showed that decidualized cells are softer than undifferentiated cells, promoting implantation. Furthermore, using an in vitro embryo expansion model, we observed that decidualized cells selectively modulate their permissiveness for trophoblastic invasion based on embryo quality. The counterpart of the implantation success is a competent embryo. In this sense, decidualized cells display the ability to sense embryo quality, allowing only the successful implantation of viable embryos. To approach the study of this process, we used an in vitro model where decidualized HESC were stimulated with human embryo conditioned media (ECM) obtained from in vitro fertilization techniques and classified according to their quality as competent development (CD) or impaired development (ID) embryos. We observed that ID-EMC increased the production of pro-inflammatory mediators in decidualized cells, as well as neutrophils recruitment and activation, in a similar way as it occurs at the onset of menstruation. Since the establishment of the maternal-fetal interface requires the induction of immune tolerance mechanisms, we aimed to study the effect of embryo quality on these processes. First, we observed that ID-ECM reduced IL-10 production while decreasing the expression of the VIP/VPAC system. Additionally, when evaluating the differentiation of peripheral blood monocytes into dendritic cells, we found that decidualization induces a tolerogenic profile that is maintained in the presence of ECM, although with decreased tolerogenic potential in the case of ID-ECM. Finally, ID-ECM also reduced the ability of decidualized cells to recruit regulatory T cells. The results presented here show that ER stress levels on stromal cells control the senescent response during decidualization. Particularly, we reported that GRP78 chaperone regulates not only the ER stress, but also the generation of the decidual response and the associated senescence. Moreover, RIF patients showed alterations on these processes, highlighting their relevance on endometrial receptivity. In addition, we showed that impaired development ECM modulates the transcriptome and secretome of decidualized cells inducing a menstruation-like pro-inflammatory microenvironment, while also displaying a negative effect on molecules and immune populations that mediate tolerogenic mechanisms. |l eng | |
| 540 | |2 cc |f https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar | ||
| 653 | 1 | 0 | |a DECIDUALIZACION |
| 653 | 1 | 0 | |a RESPUESTA INFLAMATORIA |
| 653 | 1 | 0 | |a ESTRES DEL RETICULO ENDOPLASMATICO |
| 653 | 1 | 0 | |a SENESCENCIA |
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| 690 | 1 | 0 | |a EMBRYO IMPLANTATION |
| 700 | 1 | |a Ramhorst, Rosanna Elizabeth | |
| 700 | 1 | |a Grasso, Esteban Nicolás | |
| 700 | 1 | |a Varone, Cecilia Laura | |
| 700 | 1 | |a Gazzaniga, Silvina Noemí | |
| 700 | 1 | |a Valcárcel, Alberto | |
| 700 | 1 | |a Ribeiro, María Laura | |
| 931 | |a DQB | ||
| 961 | |b tesis |e ND |a tesis_n7465_Fernandez |c NP | ||
| 962 | |a info:ar-repo/semantics/tesis doctoral |a info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |b info:eu-repo/semantics/publishedVersion | ||
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