Un atlas celular detalla cómo se comunican la madre y el feto al inicio de la gestación

Amparo Tolosa, Genética Médica News

 

Investigadores del Instituto Wellcome Sanger, la Universidad de Newcastle y la Universidad de Cambridge han analizado cómo se comunican las células del embrión  con las células maternas durante las primeras semanas de gestación y cómo se modifica la respuesta inmunitaria de la madre para facilitar el embarazo.

sistema inmunitario maternoLas células de una madre embarazada y las del embrión no tienen el mismo genoma. Son ajenas entre sí, lo que plantea un importante reto a nivel inmunológico ya que, en principio, podría esperarse que el sistema inmunitario materno reconociera al embrión como extraño al organismo y provocara una respuesta inmunitaria dirigida a acabar con sus células. Sin embargo, esto no ocurre.  Salvo en contadas situaciones patológicas, la madre llega  a una especie de compromiso molecular  con el embrión por el cual permite su crecimiento y desarrollo.

La placenta, órgano transitorio que rodea al embrión durante el embarazo, juega un papel crítico en su desarrollo y crecimiento. Permite el intercambio de nutrientes y oxígeno entre la madre y el feto, facilita la eliminación de residuos fetales y secreta hormonas necesarias para mantener el embarazo y preparar a la madre para el parto y lactancia cuando llega el momento. Además, participa en la comunicación entre el embrión y la madre. La placenta, originada a partir de células fetales, está en contacto con la decidua, nombre que recibe la mucosa del útero materno cuando se transforma para prepararse para el embarazo. Algunas de estas células fetales, invaden la pared del útero hasta los vasos sanguíneos e inducen una reestructuración de los mismos para facilitar la transferencia de nutrientes de la madre al feto.

El trofoblasto constituye el conjunto de células de la capa externa del blastocisto que forman parte de la placenta y son necesarias para la nutrición y correcta implantación del embrión en el útero materno. Imagen cortesía de Veronica La Padula.

La transformación de la mucosa del útero en decidua al inicio de la gestación es un paso crítico para el correcto desarrollo del embrión. Requiere de un programa molecular que proporcione las instrucciones de forma precisa y en el momento adecuado y en él participan diferentes tipos celulares.

El reciente estudio, publicado en Nature, ha aportado la visión más detallada hasta el momento de lo que ocurre en este proceso, al analizar la expresión génica y el ADN de aproximadamente 70.000 células de la placenta y decidua. Los investigadores tomaron muestras de placenta y decidua de embarazos interrumpidos entre las semanas 4 y 6 de gestación, junto con sangre de los correspondientes embriones y madres. Para caracterizar las diferentes células presentes en placenta y decidua el equipo analizó el ARN de 70.000 de ellas de forma individual, de forma que pudiera distinguirse su origen materno o fetal. Además diseñaron una herramienta computacional con la que predecir las posibles interacciones (en otras palabras, la comunicación) entre las células analizadas.

Los investigadores caracterizaron las señales moleculares que intervienen en la diferenciación de los distintos tipos de células embrionarias del trofoblasto (que intervienen en su estructura o interaccionan con células maternas en la decidua) así como las diferentes poblaciones celulares de la decidua.

Además, el equipo encontró que las células inmunitarias más frecuentes en la decidua son los linfocitos natural killer de los que identificó tres tipos distintos en este tejido, cada uno de los cuales presenta diferentes perfiles inmunológicos.  Estas células que normalmente tienen un papel más agresivo, durante el embarazo tienen funciones específicas e intervienen en la comunicación entre las células maternas y fetales, favoreciendo la transformación de los vasos sanguíneos maternos,  promoviendo el crecimiento fetal y reduciendo la respuesta inmunitaria de la madre hacia las células del embrión.

“Por primera vez, hemos sido capaces de ver qué genes están activos en cada célula en la decidua y la placenta, y hemos descubierto cuales de estos podrían modificar el sistema inmunitario materno”, señala Roser Vento-Tormo, investigadora en el Wellcome Sanger Institute y primera firmante del trabajo. “Las células fetales de la placenta se comunican con las células inmunitarias de la madre para asegurar que la placenta se implanta correctamente. Esto permite que el feto crezca y se desarrolle normalmente”.

Las primeras fases del embarazo son cruciales para que éste llegue a buen término. La alteración en la formación y desarrollo de la placenta o la decidua puede comprometer seriamente el embarazo llevando a la interrupción de la gestación u otras complicaciones como la preeclampsia. Por esta razón, conocer en detalle la estructura y composición celular de la placenta y decidua y saber cómo se comunican células de origen materno y fetal y cómo se adapta el sistema inmunitario materno a la presencia y crecimiento fetal, no solo permite entender lo que sucede en un embarazo normal, sino que también son pasos esenciales para poder entender las causas de algunas de las complicaciones que pueden surgir durante el embarazo.

“La formación de la decidua es vital para un embarazo exitoso y nuestro estudio ha revelado subtipos de células completamente nuevos en la decidua,” señala Ashley Moffett, investigador de la Universidad de Cambridge y uno de los directores del trabajo. “Una mayor clarificación de lo que hace cada una de estas células nos ayudará a entender cómo la respuesta inmunitaria materna ayuda a tener un embarazo exitoso”.

Referencia:  Vento-Tormo R, et al. Single-cell reconstruction of the early maternal–fetal interface in humans. Nature. 2018. Doi: https://doi.org/10.1038/s41586-018-0698-6

Fuente: Human cell atlas study reveals how the maternal immune system is modified early in pregnancy. https://www.sanger.ac.uk/news/view/human-cell-atlas-study-reveals-how-maternal-immune-system-modified-early-pregnancy

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