Implication of vitamin D in the pathophysiology of gestational diabetes

Le diabète gestationnel (DG) est une condition ayant des conséquences néfastes à court et à long termes pour la mère et son enfant. Les mécanismes physiologiques proposés menant au développement du DG sont une résistance à l’insuline exacerbée combinée à une capacité de sécrétion d’insuline limitée, ainsi qu’une inflammation systémique chronique contribuant à l’augmentation de la résistance à l’insuline. Plusieurs évidences suggèrent que la vitamine D pourrait être impliquée dans ces mécanismes physiologiques et la survenue du DG. L’objectif de la 1ère étude était d’examiner les associations entre les niveaux circulants de vitamine D (25OHD) au 1er trimestre et : 1) le risque de développer un DG ; et 2) les indices de résistance / sensibilité à l'insuline et de fonction des cellules bêta / sécrétion d’insuline au 2e trimestre, à l’aide d’une grande cohorte prospective (n = 655) représentative de la population générale de femmes enceintes de la région sherbrookoise. Les résultats ont montré une association entre des niveaux inférieurs de 25OHD au 1er trimestre et un risque augmenté de développer un DG au 2e trimestre. De plus, nos résultats ont montré que cette association serait partiellement reliée à l’effet de la vitamine D sur la résistance à l’insuline, mais impliquerait un autre mécanisme physiologique. Cet autre mécanisme pourrait être l’inflammation, et il a été choisi d’étudier l’inflammation placentaire à partir d’un type de cellules placentaires en particulier, les trophoblastes, en comparant des grossesses avec DG traitées seulement par la diète et l’exercice (DG-d) à des grossesses normoglycémiques (NG). Ainsi, l’objectif principal de la 2e étude était d’évaluer l’effet d’un traitement à la 25OHD sur la sécrétion d’IL-6 (marqueur inflammatoire) par des trophoblastes en culture primaire provenant de grossesses DG-d et NG. Les résultats ont montré que la sécrétion d'IL-6 était diminuée suite à une stimulation par la 25OHD dans les trophoblastes DG-d par rapport aux trophoblastes NG, suggérant que la vitamine D aurait un rôle anti-inflammatoire à l’interface fœto-maternelle et soulignant l'importance de la vitamine D en grossesse et dans la physiopathologie du DG. Ainsi, nos résultats appuient la nécessité de poursuivre les études examinant l’implication de la vitamine D dans les mécanismes physiologiques menant au développement du DG. Si le rôle protecteur potentiel de la vitamine D est confirmé, la supplémentation en vitamine D pourrait représenter une stratégie d'intervention simple, sécuritaire et peu coûteuse pour réduire le risque de développer un DG chez les femmes enceintes, évitant à ces femmes et à leurs enfants de subir les conséquences néfastes à court et à long termes du DG.Abstract: Gestational diabetes mellitus (GDM) is a condition that has both short- and long-term negative consequences for the mother and her child. The proposed physiological mechanisms leading to the development of GDM are exacerbated insulin resistance combined with limited insulin secretion capacity, as well as chronic systemic inflammation contributing to the increased insulin resistance. Several evidences suggest that vitamin D could be involved in these physiological mechanisms and the development of GDM. The objective of the 1st study was to examine the associations between circulating levels of vitamin D (25OHD) in the 1st trimester and: 1) the risk of developing GDM; and 2) insulin resistance / sensitivity and beta cell / insulin secretion function indices in the 2nd trimester, using a large prospective cohort (n = 655) representative of the general population of pregnant women in the Sherbrooke region. The results showed an association between lower levels of 25OHD in the 1st trimester and an increased risk of developing GDM in the 2nd trimester. In addition, our results showed that this association is partially related to the effect of vitamin D on insulin resistance but would imply another physiological mechanism. This other mechanism could be inflammation, and it was chosen to study placental inflammation from a particular placental cell type, the trophoblasts, by comparing pregnancies with GDM treated only by diet and exercise (GDM-d) to normoglycemic pregnancies (NG). Thus, the main objective of the 2nd study was to evaluate the effect of 25OHD treatment on the IL-6 (inflammatory marker) secretion by trophoblasts in primary culture from GDM-d and NG pregnancies. The results showed that IL-6 secretion was decreased following 25OHD stimulation in GDM-d compared to NG trophoblasts, suggesting that vitamin D has an anti-inflammatory role at the maternal-fetal interface and highlighting the importance of vitamin D in pregnancy and in the pathophysiology of GDM. Thus, our results support the need for further studies examining the involvement of vitamin D in the physiological mechanisms leading to GDM development. If the potential protective role of vitamin D is confirmed, vitamin D supplementation may be a simple, safe and inexpensive intervention strategy to reduce the risk of developing GDM in pregnant women, preventing these women and their children from suffering the short- and long-term negative consequences of GDM