Effect of interleukin-1β and transforming growth factor β1 on the villous cytotrophoblast in vitro.

1.1 Hintergrund und Ziele Die hier vorgestellte Arbeit untersucht den Einfluss der Zytokine IL1β und TGFβ1 auf primäre trophoblastäre Zellen. Es ist bekannt, dass IL1β und TGFβ1 bei intrauteriner Wachstumsrestriktion im dritten Trimenon erhöht sind und direkten Einfluss auf deren Pathogenese durch direkte und indirekte Schädigung des Synzytiotrophoblasten ausüben. Die daraus resultierende Verminderung der plazentaren Austauschfläche führt zu eingeschränktem feto-maternalen Transport. Bislang ungeklärt bleibt die Wirkung von IL1β bzw. TGFβ1 auf funktionelle endokrine Systeme des Trophoblasten wie Leptin und 11βHSD-2. 1.2 Methoden Aus gesunden Dritt-Trimester-Plazenten wurden trophoblastäre Zellen mittels Percoll-Dichtegradient extrahiert und mit IL1β bzw. TGFβ1 (je 10 ng/ml) stimuliert. Die Messzeitpunkte waren 6h, 12h, 24h, 48h und 72h. Zu den jeweiligen Zeitpunkten erfolgte die Bestimmung a) der relativen Genexpression von Leptin und 11βHSD-2 durch RT-PCR, b) der Leptin-Sekretionsrate in den Zellkulturüberständen TGFβ1 stimulierter Trophoblasten per ELISA. Der Differenzierungsgrad und die Vitalität der Trophoblasten in vitro wurde kontinuierlich über die Messung der βhCG- sowie der LDH-Konzentration im Kulturüberstand mittels ELISA bzw. In Vitro Toxicology Assay gemonitort. 1.3 Ergebnisse und Beobachtungen Im Einzelnen ergaben sich folgende Ergebnisse: 1)IL1β und TGFβ1 reduzierten die Expression von βhCG in primären Trophoblasten, vermutlich über eine Reduktion der Synzytialisierungsrate. 2)IL1β und TGFβ1 induzierten keinen vermehrten Zellzerfall. 3)IL1β und TGFβ1 zeigten keinen nachweisbaren Einfluss auf die Leptin- und 11βHSD-2-Expression. 1.4 Praktische Schlussfolgerungen Die Tatsache, dass IL1β und TGFβ1 die Synzytialisierung in vitro hemmen, spricht für eine mögliche pathogenetische Beteiligung dieser Substanzen bei der IUGR. Wir entwickelten daher folgende Überlegung: 1)Der fehlende Einfluss von TGFβ1 und IL1β auf die Expression von Leptin und 11βHSD-2 während der untersuchten Phase der Synzytialisierung schließt einen Effekt auf vollständig gereiftes Synzytium in vivo nicht aus. 2)Eine verminderte Synzytialisierungsrate könnte durch Reduktion der plazentaren Austauschfläche zur Aggravierung der fetalen Restriktion beitragen, bzw dafür ursächlich sein.1.1 Objective The aim of this study was to investigate the influence of the cytokines IL1β and TGFβ1 on primary trophoblastic cells. IL1β and TGFβ1 are known to be elevated in pregnancies complicated by intrauterine growth restriction. They influence the pathogenesis of IUGR by direct and indirect impairment of the syncytiotrophoblast, which leads to reduction of placental surface area for fetomaternal exchange. Yet, the effect of IL1β and TGFβ1 on functional endocrine systems of the trophoblast, especially Leptin and 11βHSD-2, remains unknown. 1.2 Materials and Methods Trophoblastic cells were isolated from healthy term-placentas using a Percoll-density gradient and stimulated by 10 ng/ml IL1β and TGFβ1 respectively. After an incubation period of 6h, 12h, 24h, 48h and 72h the following measurements were taken: A) Leptin- and 11βHSD-2-geneexpression by RT-PCR. B) Leptin-concentration in culture supernatants of TGFβ1 stimulated trophoblasts per ELISA. The grade of trophoblastic differentiation and vitality in vitro was continuously moni-tored via determination of βhCG- and LDH-concentrations in culture supernatants by ELISA and In Vitro Toxicology Assay respectively. 1.3 Results In Detail, the following results were obtained: 1)IL1β and TGFβ1 reduced the expression of βhCG in primary trophoblastic cells, presumably due to a decreased rate of syncytialization. 2)IL1β and TGFβ1 did not increase the rate of cell death. 3)IL1β and TGFβ1 did not affect 11βHSD-2- and Leptin-gene-expression. 1.4 Conclusion The fact that IL1β and TGFβ1 inhibited trophoblastic syncytialization in vitro, underlines the presumed impact of these cytokines on IUGR pathogenesis. Based on this observation the following hypotheses were generated: 1)The fact that neither IL1β nor TGFβ1 influenced the expression of Leptin or 11βHSD-2 during syncytialization does not exclude the possibility of an effect on the maturated syncytiotrophoblast in vivo. 2)Decreased syncytialization might aggravate the course of fetal growth restriction via reduction of placental surface area for fetomaternal exchange