lncRNA dans le placenta peut aider à protéger l'enfant à naître d'agents pathogènes envahisseurs
Le placenta humain est un organe comme les autres. Au cours de neuf mois, il est formé par l'embryon, soutient la vie et est ensuite versé.
"Qu'est-ce que cela signifie", a déclaré Montserrat Anguera, professeur adjoint à l'Université de Pennsylvania School of Veterinary Medicine, "est-il doit faire des cellules très spécialisées, il doit former des structures à lui-même et le bébé soutenir, il doit détecter les indices de la mère et de l'environnement et il doit faire toutes ces choses vraiment, vraiment rapide ".
Dans une nouvelle étude, Anguera et ses collègues ont identifié un long ARN non codant, ou lncRNA, qui contribue à une fonction cruciale du placenta: la protection de l'enfant à naître d'agents pathogènes envahisseurs.
Les travaux, publiés dans la revue Molecular and Cellular Biology, est le premier à identifier un lncRNA dans le placenta impliqué dans la régulation de la réponse immunitaire.
Une étude plus approfondie de ce et d'autres lncRNAs pourrait faire la lumière sur la façon dont le placenta protège contre les agents pathogènes, même au stade le plus précoce du développement embryonnaire. À long terme, les chercheurs disent, il est possible que cette lncRNA pourrait même présenter une cible pour amorcer le placenta pour résister à des virus ou autres agents infectieux.
Anguera collaboré au travail avec l'auteur principal Ian Penkala, Jianle Wang, Camille M. Syrett et Caroline B. López de Penn Vet et Laura Goetzl de l'Université Temple.
La connaissance de lncRNAs est rapide évolution, et il est un domaine qui Anguera a participé depuis son temps en tant que chercheur postdoctoral. Comme leur nom l'indique, lncRNAs sont transcrits d'ARN de plus de 200 nucléotides de longueur qui ne codent pas pour des protéines. Beaucoup d'entre eux sont connus pour réguler l'expression des gènes et de le faire d'une manière rapide.
D'autres chercheurs ont identifié lncRNAs dans les placentas plus tard terme impliquées dans les fonctions de régulation tels que la croissance, mais Anguera voulu regarder les premières étapes de la formation du placenta pour voir comment lncRNAs pourraient être influent sur le développement.
En utilisant les données d'un document antérieur par un groupe chinois qui avaient séquencé l'ARN à différents stades du développement humain précoce, l'équipe de Anguera remis à zéro sur un lncRNA appelé lncRHOXF1, situé sur le chromosome X, qui était présent à des niveaux élevés dans les cellules du trophectoderme, à partir duquel le placenta proviennent et à peine détectable dans les cellules qui donnent naissance à l'embryon. Non seulement il était présent dans les cellules trophectoderme, il a été l'un des lncRNAs les plus abondants dans ce type de cellule.
Ils sont ensuite allés à propos caractérisant lncRHOXF1. En utilisant des modèles informatiques, ils ont confirmé qu'il était peu probable de coder pour une protéine et, parce qu'il y avait des rencontres fortes à génomes de primates non humains, ainsi que ceux des éléphants et des chiens, mais pas pour les souris, il était probablement un lncRNA récemment évolué.
En utilisant un modèle in vitro, ils ont constaté que les niveaux de la lncRNA étaient les plus élevés de deux jours après que les cellules souches embryonnaire ont commencé à se différencier, au même point dans le temps auquel ces cellules commencent à exprimer des marqueurs qui les distinguent comme des cellules précurseurs du placenta. Les chercheurs ont également confirmé la présence de la molécule dans différents types cellulaires, à des niveaux faibles dans le placenta de premier trimestre humains et des lignées cellulaires du placenta et à des niveaux plus élevés dans les cytotrophoblastes extravilleux, ou les précurseurs de la partie du placenta qui implants dans l'utérus maternel et au plus haut niveau dans leur système in vitro, l'être humain embryonnaire des cellules souches. Les résultats suggèrent que lncRHOXF1 semble jouer un rôle important très tôt dans le développement du placenta.
Ensuite, ils ont déterminé où dans la cellule du lncRNA a été exprimé et ont été surpris de le trouver à des niveaux élevés dispersés dans le noyau et le cytoplasme, ce qui suggère qu'il peut réguler l'expression des gènes qui sont éloignés de lui.
"Il était partout", a déclaré Anguera.«Ce fut une bonne chose pour nous dans l'étude, parce que si vous pouvez détecter facilement il est plus probable d'avoir un phénotype robuste que vous allez revenir sur."
Les expériences suivantes ont été conçues pour révéler ce que le phénotype, ou d'une fonction, était. Surexprimant dans des cellules indifférenciées souches embryonnaires humaines causées cellules à croître plus lentement et ont tendance à la différenciation.Lorsque l'équipe a examiné comment l'expression du gène a été modifié avec surexpression du lncRNA, ils ont trouvé une influence sur environ 150 gènes, beaucoup impliqués dans la synthèse de l'ADN, l'emballage et la réplication, ainsi que le métabolisme.
Quand ils sont réprimés expression du lncRNA dans leur système in vitro, ils ont à nouveau révélé que l'expression de plusieurs gènes a été modifiée, avec un accent notable sur les gènes impliqués dans les réponses immunes et virales.
Les résultats intrigués Anguera, et Penkala, actuellement VMD-Ph.D. étudiant qui les a présentés à un Penn Vet Journée de recherche des étudiants. López, un virologue, était dans le public et a également été intrigué. Elle et Anguera entonna une collaboration qui a conduit à la dernière série d'enquêtes de cette étude.
Dans ces derniers, les chercheurs ont prélevé des cellules dans lesquelles l'expression lncRHOXF1 avait été perturbé et les infectés par le virus Sendai. Ils ont constaté que les cellules dans lesquelles le lncRNA a été bloqué exprimé l'ARN viral moins, ce qui indique une infection moins sévère. Ils ont également observé que les niveaux lncRHOXF1 ont augmenté dans ces cellules après l'infection virale.
"Le lncRNA semble être sensible et moduler son expression basée sur le virus d'être là», a déclaré Anguera. "Les gens ont trouvé d'autres exemples de lncRNAs étant important dans la régulation de la réponse immunitaire innée, mais personne n'a regardé dans le placenta tôt dans le développement."
Anguera et ses collègues vont étudier davantage ce lncRNA pour voir si elle est également sensible à différents types de virus ou peut-être même d'autres types d'agents pathogènes. Ils aimeraient également acquérir une meilleure compréhension de la façon dont la présence du virus se traduit par un message pour augmenter les niveaux de cette lncRNA et pour induire les changements correspondants dans l'expression des gènes impliqués dans la réponse virale.
"Ce que nous sommes vraiment excités est de prétraiter ou premier ces cellules placentaires en inhibant lncRHOXF1 et voir si elles seront moins résistantes aux infections virales», a déclaré Anguera. "Surtout avec tant d'intérêt actuel en Zika, il pourrait être vraiment intéressant de voir si différents virus provoquent le même type de réponse."