Sections du fœtus et du placenta. Crédit :Ionel Sandovici
Les scientifiques de Cambridge ont identifié un signal clé que le fœtus utilise pour contrôler son apport en nutriments à partir du placenta, révélant un bras de fer entre les gènes hérités du père et de la mère. L'étude, menée sur des souris, pourrait aider à expliquer pourquoi certains bébés grandissent mal dans l'utérus.
Au fur et à mesure que le fœtus grandit, il doit communiquer ses besoins alimentaires croissants à la mère. Il reçoit sa nourriture via les vaisseaux sanguins du placenta, un organe spécialisé qui contient des cellules du bébé et de la mère.
Entre 10% et 15% des bébés grandissent mal dans l'utérus, montrant souvent une croissance réduite des vaisseaux sanguins dans le placenta. Chez l'homme, ces vaisseaux sanguins se dilatent considérablement entre le milieu et la fin de la gestation, atteignant une longueur totale d'environ 320 kilomètres à terme.
Dans une étude publiée aujourd'hui (27 décembre 2021) dans Developmental Cell , une équipe dirigée par des scientifiques de l'Université de Cambridge a utilisé des souris génétiquement modifiées pour montrer comment le fœtus produit un signal pour favoriser la croissance des vaisseaux sanguins dans le placenta. Ce signal provoque également des modifications d'autres cellules du placenta pour permettre à plus de nutriments de la mère de passer au fœtus.
Le Dr Ionel Sandovici, le premier auteur de l'article, a déclaré :« Au fur et à mesure qu'il grandit dans l'utérus, le fœtus a besoin de nourriture de sa mère, et des vaisseaux sanguins sains dans le placenta sont essentiels pour l'aider à obtenir la bonne quantité de nutriments dont il a besoin. /P>
« Nous avons identifié un moyen que le fœtus utilise pour communiquer avec le placenta afin de provoquer l'expansion correcte de ces vaisseaux sanguins. Lorsque cette communication est rompue, les vaisseaux sanguins ne se développent pas correctement et le bébé aura du mal à obtenir toute la nourriture dont il a besoin."
L'équipe a découvert que le fœtus envoie un signal appelé IGF2 qui atteint le placenta par le cordon ombilical. Chez l'homme, les niveaux d'IGF2 dans le cordon ombilical augmentent progressivement entre 29 semaines de gestation et le terme :trop d'IGF2 est associé à trop de croissance, tandis qu'une quantité insuffisante d'IGF2 est associée à trop peu de croissance. Les bébés trop grands ou trop petits sont plus susceptibles de souffrir ou même de mourir à la naissance, et ont un risque plus élevé de développer un diabète et des problèmes cardiaques à l'âge adulte.
Le Dr Sandovici a ajouté :« Nous savons depuis un certain temps que l'IGF2 favorise la croissance des organes où il est produit. Dans cette étude, nous avons montré que l'IGF2 agit également comme une hormone classique :il est produit par le fœtus, passe dans le sang fœtal, passe par le cordon ombilical et le placenta, où il agit. »
Ce que leurs découvertes révèlent sur la lutte qui se déroule dans l'utérus est particulièrement intéressant.
Chez la souris, la réponse à l'IGF2 dans les vaisseaux sanguins du placenta est médiée par une autre protéine, appelée IGF2R. Les deux gènes qui produisent IGF2 et IGF2R sont « imprimés » - un processus par lequel des interrupteurs moléculaires sur les gènes identifient leur origine parentale et peuvent activer ou désactiver les gènes. Dans ce cas, seule la copie de l'igf2 le gène hérité du père est actif, alors que seule la copie de igf2r hérité de la mère est actif.
L'auteur principal, le Dr Miguel Constância, a déclaré :« Une théorie sur les gènes imprimés est que les gènes exprimés paternellement sont avides et égoïstes. Ils veulent extraire le plus de ressources possible de la mère. Mais les gènes exprimés par la mère agissent comme des contre-mesures pour équilibrer ces demandes. »
« Dans notre étude, le gène du père détermine les demandes du fœtus pour des vaisseaux sanguins plus gros et plus de nutriments, tandis que le gène de la mère dans le placenta essaie de contrôler la quantité de nourriture qu'elle fournit. Il y a un bras de fer qui se joue, une bataille des sexes au niveau du génome."
L'équipe affirme que leurs découvertes permettront de mieux comprendre comment le fœtus, le placenta et la mère communiquent entre eux pendant la grossesse. Cela pourrait à son tour conduire à des moyens de mesurer les niveaux d'IGF2 chez le fœtus et à trouver des moyens d'utiliser des médicaments pour normaliser ces niveaux ou favoriser le développement normal du système vasculaire placentaire.
Les chercheurs ont utilisé des souris, car il est possible de manipuler leurs gènes pour imiter différentes conditions de développement. Cela leur permet d'étudier en détail les différents mécanismes en cours. La physiologie et la biologie des souris présentent de nombreuses similitudes avec celles des humains, permettant aux chercheurs de modéliser la grossesse humaine, afin de mieux la comprendre.
Référence :"L'empreinte Igf2-Igf2r Axis is Critical for Matching Placental Microvasculature Expansion to Fetal Growth » par Ionel Sandovici, Aikaterini Georgopoulou, Vicente Pérez-García, Antonia Hufnagel, Jorge López-Tello, Brian Y.H.Lam, Samira N.Schiefer, Chelsea Gaudreau, Fátima Santos, Katharina Hoelle, Giles S.H.Yeo, Keith Burling, Moritz Reiterer, Abigail L.Fowden, Graham J.Burton, Cristina M.Branco, Amanda N.Sferruzzi-Perri et Miguel Constância,
, 27 décembre 2021, Cellule de développement .
DOI :10.1016/j.devcel.2021.12.005
Les chercheurs principaux sont basés au Département d'obstétrique et de gynécologie, à l'Unité des maladies métaboliques du Conseil de la recherche médicale, qui fait partie de l'Institut des sciences métaboliques Wellcome-MRC, et au Centre de recherche sur les trophoblastes, tous à l'Université de Cambridge.
La recherche a été largement financée par le Biotechnology and Biological Sciences Research Council, le Medical Research Council, le Wellcome Trust et le Center for Trophoblast Research.
