UMR-S 1139 Inserm-Paris Descartes (Directeur : Thierry Fournier)

Faculté des Sciences Pharmaceutiques et Biologiques

4 Avenue de l'observatoire - 75006 Paris

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CSS3 Inserm « Biologie Cellulaire, Développement, Vieillissement » ; IMTCE « Institut Médicament

Toxicologie Chimie Environnement » ; Dpt « Périnatalité Microbiologie Médicament » ; DHU « Risques &

Grossesse » ; RTRS « Grossesse & Prématurité » ; Fondation « PremUp » ; Equipex « PerinatCollection »

« PhysioPathologie & PharmacoToxicologie Placentaire Humaine» Directeur : Thierry Fournier

Notre objectif est d’accroître les connaissances sur la formation et les fonctions du placenta humain afin d’améliorer le dépistage précoce (biomarqueurs, imagerie) et la prise en charge des principales pathologies de la grossesse associées à une dysfonction placentaire. Nos recherches sont ciblées sur l’étude du développement de la villosité choriale flottante du placenta humain et de ses fonctions qui évoluent de façon majeure tout au long de la grossesse. En effet, de façon spécifique à l’espèce humaine, cette villosité choriale qui est l’unité structurale et fonctionnelle du placenta humain est mise en place très précocement (21 jours après la fécondation) et se développe dans un environnement pauvre en oxygène pendant tout le 1er trimestre. Suite au délitement des bouchons trophoblastiques qui obstruent les artères utérines, l’entrée du sang maternel dans la chambre intervilleuse se fait progressivement à partir de 10 semaines d’aménorrhée et ce n’est qu’au début du second trimestre que la villosité baigne dans le sang maternel riche en oxygène. Cette villosité, jouant le rôle de « barrière » placentaire, est composée d’un axe mésenchymateux, contenant les capillaires foetaux, recouvert d’une couche de cytotrophoblastes villeux qui fusionnent pour donner le syncytiotrophoblaste. Ce syncytium est en contact direct avec le sang maternel et assure les fonctions hormonales, d’échanges et d’homéostasie de la chambre intervilleuse.

Nous étudions particulièrement l’impact, au sein de la chambre intervilleuse, d’un environnement physiologique (concentration en oxygène, hormones, flux sanguin) ou pathologique (perturbateurs endocriniens, médicaments, agents infectieux…) sur l’intégrité et les fonctions d’échanges et hormonales de cette villosité choriale humaine.

Axes de recherche

Formation et maintien de la « barrière » placentaire

L’étape clé de la formation de la « barrière » placentaire est la fusion des trophoblastes villeux en syncytium.

Nous étudions in vitro suite à des stimuli de type endocrine, paracrine, autocrine ou environnementaux:

- la signalisation cellulaire impliquée dans la formation syncytiale,

- le rôle et la régulation de la compartimentalisation intracellulaire de l’AMPc,

- le contrôle spatial et temporel de la fusion cellulaire trophoblastique.

Pour cela nous cherchons à déterminer les macro-complexes protéiques, leurs compositions, leurs régulations

ainsi que leurs fonctions au cours du processus dynamique de fusion cellulaire.

Mots clés : AKAPs, Hormones, LHCGR, hCG, PDE, PKA, Récepteurs

Ontogenèse de la barrière placentaire

Une des spécificités de la placentation humaine est une modification majeure de l’environnement placentaire au cours du premier trimestre de grossesse. Nous étudions l’impact de la pression relative en oxygène dans la chambre intervilleuse sur la différenciation et les fonctions du trophoblaste.

Nous aborderons plus particulièrement :

- le statut redox et métabolique du trophoblaste,

- l’expression et l’activité du récepteur nucléaire PPARγ, et de ses gènes cibles (hCG et lysyl oxidases),

- l’expression et/ou l’activité biologique des hormones de la grossesse et des transporteurs placentaires (régulation génique, glycosylation, fonctions biologiques)

Mots clés : Biomarqueurs, Cofacteurs, Epigénétique,Glycosylation, hCG, hCG-H, Ligands lipidiques, LOX.

Etude du passage et du métabolisme placentaire des xénobiotiques

A l’aide des modèles ex vivo (cothylédon perfusé) et in vitro (cultures primaires de cytotrophoblastes), nous développons un axe de pharmacotoxicologie en étudiant :

- les passages in vivo/ex vivo de médicaments et de toxiques environnementaux et leurs métabolismes placentaires

- l’impact in vitro et ex vivo de ces xénobiotiques sur les fonctions placentaires au cours de la grossesse (intégrité du syncytiotrophoblaste, fonction endocrine, efflux, influx, métabolisme basal, détoxification).

Mots clés : Biomarqueurs, Perturbateurs endocriniens, Traitements chroniques, Transporteurs

Deux axes de recherche translationnelle

Biomarqueurs de pathologies obstétricales associées à un défaut de différenciation trophoblastique

Les marqueurs sériques maternels sont utilisés en routine pour le diagnostic de la T21. Ces mêmes marqueurs sont souvent dérégulés en cas de trisomie 18, 13 et dans le syndrome de Turner (45X0). Notre objectif est de caractériser le défaut de différenciation du trophoblaste dans ces aneuploïdies : formation du syncytiotrophoblaste et fonction endocrine et de développer et valider de nouveaux biomarqueurs (Equipex PérinatCollection).

Mots clés : Aneuploïdies, Biomarqueurs, hCG, LHCGR, PAPP-A

Etude des flux sanguins maternels dans la chambre intervilleuse

Notre objectif est de modéliser les flux sanguins dans la chambre intervilleuse et d’évaluer in vitro leurimpact sur les fonctions biologiques

Nous étudierons :

- les effets des forces de cisaillement sur les fonctions biologiques du trophoblaste humain,

- la mécanotransduction,

- de nouvelles approches pour analyser la vascularisation utéro placentaire in vivo.

Mots clés : Biomarqueurs, Doppler 3D, Facteurs angiogéniques, Prééclampsie, RCIU, Shear-stress, Ultrafast-

Doppler

Afin de développer ces axes, nous maîtrisons des modèles originaux in vitro (cultures primaires de cellules placentaires trophoblastiques et mésenchymateuses humaines) et ex vivo (cotylédon placentaire perfusé) et développons de nouveaux modèles (coculture, 3D, in silico) permettant d’aborder les spécificités du placenta humain au cours du premier trimestre de la grossesse. Ces modèles permettent d’aborder en collaboration l’impact d’agents infectieux (Paludisme, UMR 216 IRD, P.Deloron) et de xénobiotiques (Toxicologie, EA4463, O. Laprévotte) sur les fonctions placentaires. Ces recherches sont au coeur de projets de recherche clinique en imagerie et de validation de biomarqueurs chez la femme enceinte.

 Dix publications récentes

1. Gavard L, Beghin D, Forestier F, Cayre Y, Peytavin G, Mandelbrot L, Farinotti R, Gil S. Contribution and limit of the model of perfused cotyledon to the study of placental transfer of drugs. Example of a protease inhibitor of HIV: nelfinavir. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol. 2009;147:157-60.

2.Guibourdenche J, Handschuh K, Tsatsaris V, Gerbaud P, Leguy MC, Muller F, Evain-Brion D,Fournier T. Hyperglycosylated hCG is a marker of early human trophoblast invasion.J Clin Endocrinol Metab. 2010; 95: 240-4.

3. Pidoux G, Gerbaud P, Gnidehou S, Grynberg M, Geneau G, Guibourdenche J, Carette D, Cronier L,Evain-Brion D, Malassiné A, Frendo JL. ZO-1 is involved in trophoblastic cell differentiation in human placenta. Am J Physiol Cell Physiol. 2010; 298: 1517-26.

4. Rauwel B, Mariamé B, Martin H, Nielsen R, Allart S, Pipy B, Mandrup S, Devignes Md, Evain-Brion D, Fournier T, Davrinche C. Activation of peroxisome proliferator-activated receptor gamma by human cytomegalovirus for de novo replication impairs migration and invasiveness of cytotrophoblasts fromearly placentas. J Virol. 2010; 84: 2946-54.

5.Gerbaud P*, Pidoux G*, Guibourdenche J, Pathirage N, Costa JM, Badet J, Frendo Jl, Murthi P, Evain-Brion D. Mesenchymal activin-A overcomes defective human trisomy 21 trophoblast fusion.Endocrinology. 2011; 152: 5017-28.

6. Cocquebert M, Berndt S, Segond N, Guibourdenche J, Murthi P, Aldaz-Carroll L, Evain-Brion D, Fournier T. Comparative expression of hCG β-genes in human trophoblast from early and late first-trimester placentas. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2012, 15;303:E950-8

7. Lecarpentier E, Morel O, Tarrade A, Dahirel M, Bonneau M, Gayat E, Evain-Brion D, Chavatte-PalmerP, Tsatsaris V. Quantification of utero-placental vascularization in a rabbit model of IUGR with threedimensional power Doppler angiography. Placenta. 2012; 33: 769-75.

8. Berveiller P, Vinot C, Mir O, Broutin S, Deroussent A, Seck A, Camps S, Paci A, Gil S, Tréluyer JM.Comparative transplacental transfer of taxanes using the human perfused cotyledon placental model.Am J Obstet Gynecol. 2012; 207:514.e1-7

9. Berndt S, Blacher S, Munaut C, Detilleux J, Perrier d'Hauterive S, Huhtaniemi I, Evain-Brion D, Noël A, Fournier T*, Foidart JM*. Hyperglycosylated human chorionic gonadotropin stimulates angiogenesis through TGF-β receptor activation. FASEB J. 2012 Dec 11.

10. Lecarpentier E, Morel O, Fournier T, Elefant E, Chavatte-Palmer P, Tsatsaris V. Statins and pregnancy: between supposed risks and theoretical benefits. Drugs. 2012; 72:773-88