Exposoma de la placentaefecto de la adiposidad materna en el metabolismo de la placenta

Resumen

1. INTRODUCCIÓN La gestación es el periodo que transcurre entre la implantación del cigoto en el útero y el momento de parto. En este tiempo se desarrolla el feto en el interior de la hembra hasta alcanzar todas las características anatómicas y funcionales que le garantizan la supervivencia en el exterior. Durante la gestación, la aparición de la estructura feto-placentaria provoca en la gestante una serie de cambios bioquímicos y fisiológicos. Todos los cambios metabólicos en la madre, principalmente en el metabolismo glucídico y lipídico, están dirigidos a garantizar un continuo aporte de sustratos al feto como glucosa y aminoácidos, a mantener una adecuada homeostasis metabólica en la propia madre y a prepararla para la lactancia(1). Durante la gestación se desarrolla la placenta, órgano endocrino y transitorio que permite conectar a la madre que con el feto y que cumple funciones básicas para el adecuado desarrollo del feto como son la respiración mediante el intercambio gaseoso, la nutrición así como la excreción de productos de desecho; funciones inmunológicas, endocrinas y otras relacionadas con el metabolismo. Para el correcto desarrollo fetal es necesario una adecuada composición y concentración de distintos nutrientes que lleguen desde la circulación materna hasta el feto, a través de la placenta. Se ha descrito ampliamente que una nutrición deficiente o inadecuada en la gestante afecta negativamente en el desarrollo y crecimiento fetal, describiéndose que el estado de salud general de la madre es más relevante en el desarrollo fetal que posibles factores genéticos (2, 3). Todas estas ideas han llevado a sugerir que la intervención temprana en los periodos periconcepcionales, intrauterino y posnatales son los de mayor influencia en la programación y pueden ayudar a prevenir estos trastornos (4). Con todo ello se ha sugerido que no solo afecta la dieta directamente al desarrollo fetal, sino que el estado metabólico global de la madre también promueve distintas alteraciones en la expresión de genes en la placenta relacionados con el metabolismo de la glucosa, las proteínas y los lípidos. Por otro lado se ha determinado que una restricción alimentaria durante el embarazo, conlleva a que nazcan niños de bajo peso con una menor adiposidad, lo que indica que las reservas no se han formado o que se han utilizado en exceso (1). Hay estudios que demuestran que si la gestante presenta un aumento de la resistencia a la insulina y diabetes mellitus gestacional (DMG) durante el embarazo, las crías presentan mayor riesgo de ser obesas y desarrollar síndrome metabólico cuando son adultas, en comparación con las nacidas de las madres a las que no se les diagnosticó diabetes durante la gestación (5). También se ha relacionado el sobrepeso/obesidad y/o la DMG con el desarrollo de posibles alteraciones metabólicas como la obesidad o la diabetes mellitus tipo 2, tanto en las madres como, en la edad adulta de los recién nacidos (6, 7). Incluso se ha sugerido que es la obesidad materna pregrávida el origen de muchas alteraciones que se registran durante el embarazo (7). Debido a la cada vez mayor prevalencia en la obesidad a nivel global, también ha habido un aumento en la incidencia de mujeres embarazadas con sobrepeso (7). Un exceso en las adipoquinas y citoquinas liberadas por el tejido adiposo se ha relacionado con procesos patofisiológicos durante la gestación como la preeclampsia, la DMG, partos prematuros, macrosomía, crecimiento intrauterino retardado entre otros, que se asocian con problemas cardiacos y alteraciones metabólicas en la edad adulta del feto (8). Con todo ello se ha determinado que si la energía consumida es mayor o menor a las necesidades requeridas, puede promover un mayor o menor crecimiento en el feto asociado con alteraciones epigenéticas que afecten al genotipo fetal (9). Dado que el tejido adiposo tiene un papel fundamental en el desarrollo de alteraciones metabólicas asociadas a la obesidad durante la gestación, así como en distintas situaciones asociadas a la resistencia a la insulina, y dado que todas ellas pueden afectar al desarrollo fetal e incluso a su vida adulta, es interesante estudiar el papel que juega la placenta en estas situaciones, e intentar dilucidar cuales son los mecanismos moleculares implicados en la regulación de alteraciones asociadas al tejido adiposo. Para ello, es de gran utilidad el uso de modelos animales in vivo que presenten distinta adiposidad para obtener resultados que en un futuro puedan ser extrapolados y verificados en pacientes humanos. 2. OBJETIVOS Estudio del efecto de la diferente adiposidad materna en la placenta que se aborda en dos aspectos: - Efecto sobre el metabolismo lipídico y glucídico en las placentas - Efecto sobre el estado inflamatorio y estrés oxidativo en las placentas 3. METODOLOGÍA Se utilizarán 3 modelos animales para la obtención de gestantes con distinto grado de adiposidad:  Un primer modelo con una mayor adiposidad blanca en la gestación: Se trabajará con ratas hembras Wistar separadas en dos grupos a las 8 semanas de vida. Un primer grupo alimentado con dieta estándar y el otro grupo alimentado con una dieta con un contenido moderado en grasa. Tras 35 días con las respectivas dietas se las cruzarán y se mantendrán las mismas condiciones de alimentación hasta el día 20 de gestación que se sacrificará a ambos grupos  Un segundo modelo que presenta una disminuida expansibilidad y deslocalización del tejido adiposo blanco en la gestación: Se trabajará con un modelo de ratón hembra con fondo genético mixto 129 Sv/C55Bl/6 al que se le ha delecionado el gen receptor de peroxisoma proliferador activado gamma 2 (PPAR2 KO), y presenta una incapacidad de expansión del tejido adiposo con una deslocalización de la grasa corporal. A los 3 meses de edad se cruzará a este modelo así como a su control Wild Type (Wt), y a los 18 días de gestación se sacrificará a ambos grupos  Un tercer modelo que presenta una menor cantidad de tejido adiposo blanco en la gestación: Se trabajará con un modelo de ratón con fondo genético C57BL/6J al que se le ha delecionado el gen de la pleiotrofina (PTN KO), y que presenta una menor adiposidad. A los 3 meses de edad se cruzará a este modelo así como a su control Wt, y a los 18 días de gestación se sacrificará a ambos grupos. 3.1 Estudio del metabolismo materno durante la gestación en los 3 modelos - De todos los modelos, una vez sacrificados, se caracterizará el estado metabólico de la madre con la determinación de parámetros plasmáticos como la glucosa, insulina, triacilglicéridos y ácidos grasos libres. - Se determinará el peso de las distintas estructuras maternas, fetales y placentarias. -Se realizará el estudio de otros tejidos implicados en el desarrollo de resistencia a la insulina y DMG. 3.2. El estudio específico de placenta: - Se llevará a cabo el estudio de la expresión de genes relacionados con el metabolismo glucídico y lipídico a través de técnicas de biología molecular entre las que se incluye el análisis de expresión génica a través de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), así como a través del análisis de proteínas por técnicas de Western-blot. - Se realizará un estudio metabolómico de las placentas de los distintos modelos animales que nos permitirá determinar la presencia de distintos metabolitos en distintas situaciones de adiposidad durante la gestación. El análisis metabolómico se llevará a cabo a través de la separación y detección de metabolitos a través de técnicas cromatográficas acopladas a un detector de masas. - Se estudiará el efecto de la diferente adiposidad en la gestación sobre las actividades enzimáticas placentarias relacionadas con el metabolismo de la glucosa. - Se llevará a cabo la determinación del estrés oxidativo de las placentas procedentes de gestaciones con distinta adiposidad, a través del estudio de productos generados de estrés oxidativo, así como a través del estudio de las actividades enzimáticas antioxidantes.