Introduction. La prééclampsie (PE), l’accouchement prématurée (AP) et le retard de croissance intra-utérin (RCIU) sont des grands syndromes obstétricaux qui affectent 5 à 12 % des grossesses. Ces complications sont des facteurs de risque majeurs pour la santé à la fois de la mère et du fœtus, à court et à long terme, impactant ainsi les générations actuelles et à venir. L’inflammation joue un rôle central durant la grossesse, et sa modulation doit être minutieusement régulée afin de garantir le bon développement du placenta et du fœtus. Par conséquent, ces complications obstétricales sont indépendamment liées à l’inflammation et au dysfonctionnement du placenta. Malheureusement, les études qui investiguent ces pathologies ont concentré leurs efforts sur des compartiments individuels (maternels ou placentaires) au sein de conditions isolées, sans parvenir à les intégrer entre elles, empêchant ainsi leur comparaison et une compréhension globale. De plus, les complications associées à la grossesse dans la période post-partum, telles que la prééclampsie du post-partum (PPPE), ont été largement négligées en raison de la complexité des modèles d’étude et d’un manque de sensibilisation quant aux changements dynamiques post-partum. Ainsi, j’ai émis l’hypothèse qu’en intégrant différents compartiments au sein de pathologie distincte et en comparant systématiquement celles-ci, je serais en mesure de découvrir de nouvelles signatures spécifiques à chaque pathologie, tant dans les complications obstétricales bien étudiées que dans celles moins étudiées.
Pour ce faire, mes objectifs étaient d’abord (1) d’obtenir une vision intégrée des contributions immunitaires des compartiments maternel et placentaire dans l’AP par rapport aux grossesses à terme sans complication. De plus, j’ai procédé à la (2) comparaison des placentas issus de pathologies cliniquement distinctes, mais se chevauchant afin d’étudier leurs profils moléculaires. Enfin, j’ai investigué (3) le profil immunitaire maternel dans la pathologie peu étudiée de la PPPE afin d’identifier d’éventuels mécanismes sous-jacents et de nouvelles cibles thérapeutiques.
Méthodes. J’ai utilisé des techniques de séquençage d’ARN total (bulk RNAseq) et à cellules uniques (scRNAseq) pour étudier les profils moléculaires des tissus placentaires et des cellules immunitaires en circulation respectivement. Ceci a été effectué à partir de trois cohortes totalisant 174 femmes ayant accouché avec ou sans complications de la grossesse (CTL, PE, AP, RCIU, et PPPE). J’ai également analysé les profils inflammatoires dans la circulation maternelle et à l’interface materno-fœtale de ces patientes en utilisant des techniques de cytométrie de flux, d’ELISA, de multiplex, d’immunohistologie et de déconvolution cellulaire.
Résultats. Les compartiments maternels et placentaires dans l’AP ont révélé une augmentation partagée de l’inflammation. L’analyse des transcriptomes placentaires révélait l’expression différentielle de gènes, à la fois connus et nouveaux, enrichis pour les voies inflammatoires, principalement en raison de l’AP spontanée. Cette inflammation était soutenue par les niveaux élevés de médiateurs inflammatoires dans le plasma, le placenta et les membranes fœtales des personnes atteintes de l’AP. Les modifications systémiques dans les médiateurs pourraient être liées aux altérations dans les proportions de cellules immunitaires, tandis que les changements dans les médiateurs locaux pourraient être associés aux lésions structurelles et inflammatoires accrues. L’analyse des placentas issus de complications cliniquement distinctes a confirmé l’existence d’une inflammation locale dans l’AP ainsi qu’un profil similaire dans le RCIU. En effet, nous avons observé que les signatures moléculaires étaient distinctes d’une pathologie à l’autre, mettant en évidence des différences entre la PE précoce et tardive, tout en montrant que la présence de co-pathologies, en particulier pour l’AP avec ou sans RCIU, impactait les transcriptomes placentaires. Nous avons également découvert de nouveaux changements dans la circulation maternelle qui suggèrent un affaiblissement des fonctions immunitaires dans la PPPE. Par ailleurs, nous avons constaté que la présence de cellules CD163+ à l’interface materno-fœtale avait une forte capacité à prédire quelles patientes développeraient une PPPE, ce qui offre des perspectives prometteuses en tant que biomarqueur non invasif et prédictif, malgré l’absence de placenta.
Conclusions. L’inflammation est associée à la PE, à l’AP, et au RCIU, mais avec des profils placentaires distincts qui dépendent du caractère spontané ou iatrogène de la PTB ainsi que de la présence de co-pathologies, ce qui met en lumière leurs complexités sous-jacentes. Il existe une distinction claire entre les compartiments inflammatoires maternels et placentaires dans l’AP, ce qui suggère que le placenta pourrait jouer un rôle plus important. Nous apportons la preuve que ces pathologies ne sont pas seulement distinctes dans leurs manifestations cliniques, mais aussi dans leurs profils placentaires. Même lorsque le placenta n’est plus présent, nous pouvons l’exploiter pour comprendre les mécanismes sous-jacents, ainsi que de développer des stratégies pour identifier, diagnostiquer et guider les patientes pendant et dans les semaines qui suivent leur grossesse. / Introduction. Preeclampsia (PE), preterm birth (PTB), and intrauterine growth restriction (IUGR) are some of the Great Obstetrical Syndromes plaguing 5-12% of all human pregnancies. These pathologies are major risk factors for short- and long-term maternal and neonatal health outcomes, affecting current and future generations. A central component to pregnancy is inflammation, whose fluctuations must be properly orchestrated for the proper development of the placenta and the fetus. Consequently, these pregnancy complications have been independently linked to inflammation and placental dysfunction. Previous studies investigating these pathologies have focused on individual compartments (maternal or placental) within singular conditions and have failed to integrate them, preventing their comparison and a more complete understanding. Additionally, pregnancy-associated conditions in the postpartum period, such as postpartum preeclampsia (PPPE) have been largely neglected due to the complexity of study designs and a lack of awareness regarding postpartum dynamics. Thus, I hypothesized that by integrating different compartments within an individual pathology and by comparing between pathologies in a systematic manner, I would be able to uncover novel pathology-specific signatures in both well-studied and under-studied pregnancy complications.
To accomplish this, my objectives were first (1) to obtain an integrated view of the immune contributions of both the maternal and placental compartments in PTB compared to uncomplicated term pregnancies, followed by (2) the comparison of placentas from clinically distinct but overlapping pathologies to address their molecular profiles. Lastly, I aimed to (3) investigate the maternal immune profile in the under-studied pathology of PPPE to identify possible underlying mechanisms and novel therapeutic targets.
Methods. I leveraged bulk-RNA and single-cell sequencing techniques to investigate molecular profiles of placental tissues and circulating immune cells, respectively, on samples from 174 subjects delivering either with or without pregnancy complications (CTL, PE, PTB, IUGR, and PPPE). This was complimented by the analysis of the inflammatory profiles in maternal circulation and at the maternal-fetal interface of these patients using flow cytometry, ELISA, multiplex, immunohistology, and cellular deconvolution techniques.
Results. The integration of maternal and placental compartments in PTB revealed a number of known and novel differentially expressed genes enriched for inflammatory pathways - driven largely by spontaneous PTB. This inflammation was supported by the increase in inflammatory mediators in the plasma, placenta, and fetal membranes of women with PTB. Systemic changes in mediators may be related to the dysregulated proportions of immune cells, whereas the changes in local mediators may be related to the increased structural and inflammatory lesions. Analysis of placentas from clinically distinct complications supported similar inflammatory profiles in PTB and IUGR. I observed distinct molecular signatures between the pathologies, highlighting distinctions between EOPE and LOPE while showing that co-occurring conditions, especially PTB with or without IUGR, significantly affected placental transcriptomes. Lastly, I discovered novel changes in maternal circulation suggestive of dampened immune function in PPPE, and found that although the placenta was no longer present, the presence of CD163+ cells at the interface had a strong ability to predict which patients would go on to develop PPPE and should be further investigated as a potential non-invasive and predictive biomarker.
Conclusions. Inflammation is associated with PE, PTB, and IUGR, but with distinct placental profiles that are dependent on PTB etiology as well as the presence of co-pathologies, which sheds light on their underlying complexities. There is clear distinction between the maternal and placental inflammatory compartments in PTB suggesting the placenta may be a stronger contributor. We provide evidence that these pathologies are not only distinct in their clinical manifestations but also in their placental profiles, and that even once the placenta is no longer present, we can leverage it to understand underlying mechanisms, develop strategies to identify, diagnose and guide patients during and in the weeks following pregnancy.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:umontreal.ca/oai:papyrus.bib.umontreal.ca:1866/33998 |
| Date | 08 1900 |
| Creators | Couture, Camille |
| Contributors | Girard, Sylvie |
| Source Sets | Université de Montréal |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | thesis, thèse |
| Format | application/pdf |
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