Pattern recognition receptor mediated inflammation in placental trophoblasts

Abstract

Studie av mekanismer for betennelse i morkaken Betennelse (inflammasjon) er en immunrespons som kroppen setter i gang for å beskytte seg mot infeksjoner og vevsskade. Alle mennesker er født med "mønster-gjenkjennende" pattern recognition reseptorer (PRRer) som en del av immunforsvaret. Disse reseptorene er avgjørende for igangsettelse av betennelsesreaksjoner, blant annet gjennom produksjon av signalmolekyler kalt cytokiner. En betennelsesreaksjon er som regel både nødvendig og gunstig for kroppen, men hvis responsen blir for kraftig eller langvarig kan den føre til stor skade og sykdom. Et normalt svangerskap er assosiert med en mild betennelsestilstand, mens hos kvinner som utvikler svangerskapsforgiftning (preeklampsi) vil nivået av betennelsesmarkører, som cytokiner og C-reaktivt protein (CRP), være forhøyet. Man tror svangerskapsforgiftning begynner tidlig i svangerskapet med en ufullstendig utvikling av morkaken. En mangelfull utvikling av morkaken vil gi redusert blodtilførsel fra mor til morkake, og kan resultere i «stressede» celler og betennelse i morkaken. En slik stresset morkake produserer faresignaler som kan aktivere PRRer på f.eks trofoblaster - fosterceller som utgjør den største delen av morkaken. Aktivering av PRRer på trofoblaster kan igangsette overdreven immunrespons i morkaken, som igjen vil kunne bidra til betennelsen man observerer ved svangerskapsforgiftning, men kunnskapen om de underliggende sykdomsmekanismene er mangelfull. Formålet med denne avhandlingen var å bidra til økt kunnskap om betennelse igangsatt av PRRer i morkaken ved friske svangerskap og svangerskapsforgiftning. Vi studerte PRR-aktivering av trofoblaster isolert fra morkaker tidlig i svangerskapet, og sammenliknet resultatene med syv trofoblast-cellelinjer (modifiserte celler med forlenget levetid). De isolerte trofoblastene uttrykte et bredt repertoar av fungerende PRRer, men kun én av syv cellelinjer viste seg å ha et liknende uttrykk av funksjonelle PRRer. Det brede uttrykket av PRRer vi påviste i de isolerte trofoblastene tyder på at disse cellene spiller en viktig rolle ved betennelse i morkaken. Videre viser våre resultater at det er viktig å velge riktig trofoblast-cellelinje når man skal studere disse betennelsesreaksjonene og tilgangen til isolerte trofoblaster er begrenset. For å avklare om kjente PRR-aktiverende faresignaler som kolesterol, urinsyre og HMGB1 spiller en rolle ved utvikling av svangerskapsforgiftning, ble morkakevev og blodprøver fra kvinner med og uten svangerskapsforgiftning undersøkt. Vi avdekket høyere nivåer av kolesterol og urinsyre, men ikke HMGB1, i blodprøver fra kvinner med svangerskapsforgiftning sammenlignet med friske gravide kvinner. I morkaken fant vi at HMGB1 og PRRen som gjenkjenner HMGB1, TLR4, var høyest uttrykt i morkaker fra kvinner med svangerskapsforgiftning. HMGB1 aktivering av TLR4 økte produksjonen av cytokinet interleukin (IL)-8, og vi målte forhøyet IL-8 nivå både i morkakevev og blodprøver fra kvinner med svangerskapsforgiftning. PRRen NLRP3, som aktiveres av kolesterol og urinsyre, var spesielt høyt uttrykt av trofoblaster i morkaken, og vi målte et høyere uttrykk av det NLRP3 responsive cytokinet IL-1 i trofoblaster ved svangerskapsforgiftning. Videre viste vi at de aktuelle PRR mekanismene lar seg aktivere av kolesterol og HMGB1 i morkakevev og en trofoblast-cellelinje. Studiene av PRR mekanismene TLR4 og NLRP3 påviste forhøyede nivåer av kolesterol, urinsyre og/eller HMGB1 som mulige underliggende årsaker til betennelse i morkaken og utvikling av svangerskapsforgiftning. Resultatene i denne avhandlingen indikerer at trofoblaster i morkaken og bestemte PRR mekanismer er involvert i betennelsen som observeres i både normale svangerskap og ved svangerskapsforgiftning. Det langsiktige målet med arbeidet er å kunne identifisere kvinner med økt risiko for svangerskapsforgiftning, samt kartlegge nye muligheter for behandling av sykdommen.