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Human placental villi are covered by a layer of trophoblast epithelia in direct contact with maternal blood, which exist in a constant steady-state of turnover and renewal ensuring both maternal and fetal health. The process of trophoblast turnover involves proliferation, differentiation and fusion of cytotrophoblast cells to form a terminally differentiated outer syncytiotrophoblast layer which functions as the active transport compartment between mother and fetus. Alterations in the balance between these three processes are thought to diminish both the structural and functional integrity of the syncytiotrophoblast, potentially leading to placental insufficiency associated with severe complications of pregnancy such as pre-eclampsia (PET), intrauterine growth restriction (IUGR) and sudden infant death syndrome (SIDS). Placentas from early (<32 weeks) and late-onset (>33 weeks) pregnancies complicated by PET, IUGR, SIDS and gestational age-matched controls were systematically uniform randomly sampled to assess the morphological basis of placental villous structure and trophoblast turnover (villi, cytotrophoblast, syncytiotrophoblast, apoptotic syncytial knots) using unbiased stereological techniques (volumes and numbers). Villous cytotrophoblast proliferation was assessed using double immunohistochemistry for Ki67 and cytokeratin 7 (CK-7). Severe early-onset IUGR placentas (n=5) were smaller displaying significant reductions in the total number of CT cells, within which the density of proliferating CT was further reduced by 50%. Syncytiotrophoblast volume and number was significantly reduced with an increase in apoptotic syncytial knots. Late-onset IUGR placentas (n=4) also displayed significant reductions in the total number of CT and proliferating CT, but were not associated with changes in the density of proliferating CT. SCT numbers were significantly reduced with an increase in apoptotic knots. Placentas from severe early-onset PET (n=11) were similar to preterm controls, except for a significant increase in apoptotic syncytial knots. However, late-onset PET (n=6) displayed a significant decrease in total CT number, the percentage of which undergoing proliferation was significantly increased for structural villi. There were increased numbers of apoptotic syncytial knots in peripheral villi.

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cotutelle: Dre Cathy Vaillancourt / Le retard de croissance intra-utérin (RCIU) est un état gestationnel dans lequel le fœtus est empêché de grandir et qui se caractérise par un poids fœtal inférieur au 10e percentile. En ce moment, aucun traitement n'est disponible, ce qui offre peu de possibilités aux personnes à risque. Il a été démontré que l'entraînement physique (ExT) améliore la santé de la mère, du placenta et du fœtus. En outre, le RCIU présent dans un modèle murin de pré-éclampsie a été prévenu par l'ExT. En tant que tel, nous devons nous intéresser uniquement au RCIU, car il n'existe actuellement aucun traitement pour cette pathologie. Le transporteur de glucose, à savoir GLUT4, est régulé à la hausse par l'ExT dans le muscle squelettique. Comme le RCIU est causé par une insuffisance placentaire et une diminution du transport des nutriments, l'objectif de cette ce mémoire est d'évaluer les bénéfices de l'ExT sur le transport placentaire du glucose. Les souris ont été assignées soit au régime japonais, soit au régime nord-américain (NA) à l'âge de 3 semaines, après le sevrage. Comme l'ont étudié précédemment Falcao et ses collègues (2009), nous avons voulu étudier l'effet du régime alimentaire sur le transport du glucose chez les souris WT et KO en raison des différences observées dans l'altération du placenta, le poids de l'organe et la fonction endothéliale. Nous avons donné aux souris l'accès à une roue d'exercice à usage libre 4 semaines avant et pendant la gestation. Les souris ont été sacrifiées à la fin de la gestation et le placenta a été prélevé. Les placentas ont été fixés dans de la cire de paraffine et l'immunohistochimie a été réalisée en utilisant les anticorps pour GLUT1, GLUT3, GLUT4, Pan Cytokératine, un marqueur de la prolifération du trophoblaste et CD31, un marqueur des cellules endothéliales. Nous voulions étudier la colocalisation de ces deux types de cellules dominantes avec les transporteurs de glucose. Nous avons constaté que le marquage de GLUT4 et GLUT1 dans le labyrinthe placentaire était accru chez les souris entraînées des deux génotypes et chez les souris RCIU entraînées, respectivement. En outre, nous avons constaté une colocalisation accrue de GLUT4 avec les cellules endothéliales et trophoblastes chez les souris entraînées dans l'ensemble du placenta. La colocalisation de GLUT3 avec la cytokératine Pan Cytokératine était plus faible chez les souris normales et RCIU entraînées, tandis que la colocalisation GLUT3-CD31 était significativement plus faible uniquement chez les souris ExT KO. Un effet du régime alimentaire a été observé sur GLUT4. La présence de GLUT4-Pan Cytokératine dans la caduque maternelle et le sac vitellin était significativement plus élevée chez les souris WT et KO nourries avec le régime nord- américain (NA). La colocalisation GLUT4-Pan Cytokératine et GLUT4-CD31 dans la plaque choriale était significativement plus élevée chez les souris WT nourries au régime NA que chez les souris nourries au régime japonais. Notre étude suggère que l'ExT améliore le transport placentaire du glucose par la modulation des transporteurs de glucose. À notre connaissance, nous sommes le premier groupe à rapporter ces résultats. L'ExT est donc une voie prometteuse pour la prévention du RCIU, mais d'autres études doivent être menées pour confirmer nos résultats. / Intrauterine Growth Restriction (IUGR) is a gestational condition in which the fetus is prevented from growing and characterized by a fetal weight below the 10th percentile. At present no treatments are available, proposing few avenues for those at risk. Exercise training (ExT) has been shown to improve maternal, placental, and fetal health. In addition, IUGR present in a mouse model of preeclampsia was prevented with Ext. As such, we need to look at IUGR alone as there are no current treatments for this condition. Glucose transporter, namely GLUT4, is upregulated due to ExT in the skeletal muscle. As IUGR is caused by placental insufficiency and diminished nutrient transport, the aim of this thesis is to evaluate the benefits of ExT on placental glucose transport. The mice were either assigned to the Japanese diet or the North American (NA) diet group at 3 weeks of age, after weaning. As previously studied by Falcao and colleagues (2009), we wanted to look at the effect of diet on WT and KO mice on glucose transport due to the differences in placental alteration, organ weight and endothelial function that was observed. We gave the mice access to a free-use exercise wheel 4 weeks prior to and during gestation. The mice were sacrificed at the end of gestation, and the placenta was collected. The placentas were fixed in paraffin wax, and immunohistochemistry was performed using the antibodies for GLUT1, GLUT3, GLUT4, Pan Cytokeratin, a marker of trophoblast proliferation and CD31, a marker of endothelial cells. We wanted to look at the colocalization of these two dominant cell types in conjunction with the glucose transporters. We found that GLUT4 and GLUT1 labelling in the placental labyrinth was increased in trained mice of both genotypes and trained IUGR mice, respectively. Additionally, we found increased GLUT4 colocalization with endothelial and trophoblast cells in trained mice in the overall placenta. GLUT3 colocalization with Pan Cytokeratin was significantly lower in trained normal and IUGR mice while GLUT3-CD31 co-localization was significantly lower in ExT KO mice only. An effect of diet was observed in GLUT4. GLUT4-Pan Cytokeratin in the maternal decidua and the yolk sac was significantly higher in both WT and KO mice fed the North American (NA) diet. GLUT4-Pan Cytokeratin and GLUT4-CD31 colocalization in the chorionic plate was significantly higher in NA diet-fed WT mice compared to the Japanese diet-fed WT mice. Our study suggests that ExT improves placental glucose transport through the modulation of the glucose transporters. To our knowledge, we are the first group to report these findings. As such, ExT is a promising avenue for the prevention of IUGR, however more studies need to be done to confirm our results.