Implications of platelet derived growth factor B and sphingolipid ceramide-1-phosphate in female reproductive pathologies with severe alterations of follicular dynamics

Este trabajo está compuesto por dos capítulos referidos a dos patologías reproductivas femeninas con alteraciones severas en la dinámica folicular, que se producen de forma iatrogénica. En primer lugar, se estudian las implicancias del factor de crecimiento derivado de plaquetas B (PDGF-B) en la patogénesis del Síndrome de Hiperestimulación Ovárica (OHSS). En segundo lugar, se estudia el efecto protector del esfingolípido ceramida-1-fosfato (C1P) sobre la foliculogénesis en la Falla Ovárica Prematura (FOP) ocasionada por gonadotoxicidad de drogas quimioterapéuticas. I) Síndrome de estimulación ovárica (OHSS) El OHSS es una complicación iatrogénica severa del crecimiento y maduración folicular ocasionada por la inducción de la ovulación con gonadotrofinas en tratamientos de fertilización. La prevalencia de OHSS se encuentra entre el 5-10% de las pacientes que se someten a estas técnicas y una de sus características principales es el aumento de la permeabilidad de la microvasculatura. El factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) está involucrado en la patogénesis de este síndrome, induciendo alta permeabilidad vascular y, por consiguiente, la presencia de ascitis en las pacientes. En nuestro laboratorio, hemos demostrado que la inhibición del VEGF disminuye la severidad del OHSS en un modelo desarrollado en rata. Pero además, para que exista una vasculatura madura y funcional, colaboran junto al VEGF otros sistemas angiogénicos, como la familia del factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF) y la familia de la esfingosina-1 fosfato. Sin embargo, hasta ahora ningún estudio ha mostrado la posible participación de estos sistemas en la patología mencionada. En base a estos antecedentes, se planteó la siguiente hipótesis: La desregulación de los sistemas de PDGF y S1P está involucrada en la patogenia de OHSS, afectando en parte a la angiogénesis ovárica y aumentando la permeabilidad vascular que conduce a la presencia de ascitis observada en este síndrome. Los objetivos específicos propuestos fueron: 1. Estudiar el efecto in vivo intraovárico que produce el agregado de PDGF-B sobre la permeabilidad vascular y la angiogénesis ovárica, y su relación con la dinámica folicular y luteal, y con la esteroidogénesis en un modelo de OHSS desarrollado en rata.2. Estudiar el transporte de colesterol en fluidos foliculares humanos (FF) de pacientes sometidas a técnicas de reproducción asistida (ART) con alto riesgo de desarrollar OHSS y pacientes controles.3. Evaluar el efecto in vitro que produce el agregado del esfingolípido S1P al FF proveniente de pacientes con alto riesgo de desarrollar OHSS sobre un cultivo primario de células vasculares de músculo liso. II) Falla prematura ovárica (FOP)La FOP es un desorden multicausal caracterizado por la desaparición o disfunción prematura de los folículos ováricos, que afecta al 1-2% de mujeres menores de 40 años. Estas pacientes presentan amenorrea, hipoestrogenismo y elevados niveles de gonadotrofinas. Las causas que provocan FOP pueden ser: genéticas, inmunes, infecciosas y/o iatrogénicas (quimioterapia, radioterapia). La mayoría de las drogas quimioterapéuticas, tales como ciclofosfamida y doxorubicina, poseen un fuerte efecto tóxico sobre el ovario, afectando tanto la reserva ovárica como la vasculatura. Hasta ahora, los tratamientos disponibles para FOP no son efectivos. Por otra parte, se ha demostrado que esfingolípidos como la ceramida, la esfingosina y sus formas fosforiladas, la ceramida-1 fosfato (C1P) y la esfingosina-1 fosfato (S1P), regulan procesos celulares esenciales, la apoptosis, la migración y la angiogénesis. Hasta ahora ningún trabajo ha evaluado la participación de C1P en ovario en condiciones patológicas, tal como la FOP inducida con quimioterapia. En base a estos antecedentes, se planteó la siguiente hipótesis: El C1P protege al ovario en la FOP inducida por quimioterapia a través de la modulación de la función ovárica, la mejora de la dinámica folicular y la angiogénesis. Los objetivos específicos fueron: 1. Analizar el efecto in vivo intraovárico del esfingolípido C1P en ovarios provenientes del modelo de FOP inducida por quimioterapia desarrollado en ratón hembra adulto sobre: el desarrollo folicular, la atresia, la apoptosis ovárica, los niveles de esteroides sexuales, el desarrollo y estabilidad vascular del ovario, los mecanismos de transducción de señales, la funcionalidad ovocitaria y la fertilidad de la hembra; 2. Evaluar el efecto in vitro que produce el C1P sobre la viabilidad y la funcionalidad celular en una línea celular de macrófagos expuestos a quimioterapia.En cuanto al modelo de OHSS, el tratamiento local con PDGF-B disminuyó el % de estructuras quísticas, los niveles de progesterona sérica, la expresión de las enzimas esteroidogénicas P450scc y 3β-HSD, la proliferación de células luteales y la permeabilidad vascular ovárica comparado a las ratas OHSS sin tratar. Por otra parte, aumentó el área peri-endotelial en cuerpos lúteos y quistes luteales, así como la deposición de colágeno IV en las membranas basales. Todos estos efectos indican una disminución en la permeabilidad vascular y presencia de ascitis, las cuales representan una de las mayores complicaciones causadas por el OHSS. Al estudiar los FF de pacientes con riesgo a desarrollar OHSS, se observaron alteraciones en los perfiles lipoproteicos y en proteínas relacionadas con el metabolismo del colesterol, así como también alteraciones en las células peri-endoteliales (claves para la estabilidad vascular) al ser tratadas con FF de pacientes con riesgo de OHSS, respecto de FF de pacientes control.Respecto al modelo de FOP inducida por quimioterapia en roedor, observamos que la ciclofosfamida tuvo fuertes efectos gonadotóxicos sobre el ovario (disminución de folículos pequeños y aumento de folículos atrésicos, aumento de la apoptosis, pérdida de la reserva ovárica, alteraciones vasculares, hormonales y disminución en la fertilidad). Todos estos efectos fueron prevenidos, al menos de manera parcial, por la co-administración local de C1P junto con la quimioterapia. Además, la ciclofosfamida causó modificaciones en la morfología uterina, que fueron prevenidas por el co-tratamiento con C1P. Por último, se estudiaron los efectos citotóxicos in vitro en macrófagos generados por ciclofosfamida, siendo estas las células immunes más relevantes del ovario. C1P fue capaz de aumentar la viabilidad celular y la producción de citoquinas, y de disminuir la apoptosis inducida por ciclofosfamida en este tipo celular. En conclusión, los resultados observados en el modelo de OHSS indican que el sistema de PDGF participaría activamente en el ovario, regulando la permeabilidad vascular y estableciendo una vasculatura funcional. En el futuro, en el ámbito clínico, este factor podría utilizarse como marcador predictivo y evitar el desarrollo del síndrome en las pacientes que comienzan un tratamiento de fertilización asistida. Por otra parte, los resultados obtenidos con el modelo de FOP inducida por quimioterapia sugieren que C1P es capaz de mejorar la dinámica folicular y de modular el desarrollo vascular en el ovario. Por lo tanto, C1P cumpliría un rol protector en el ovario, preservando la funcionalidad ovárica frente a la toxicidad causada por la quimioterapia. En el futuro, la administración de C1P podría implementarse como posible estrategia para proteger al ovario antes y/o durante el tratamiento antitumoral. De esta manera, aquellas pacientes que han padecido cáncer y están recuperadas tendrían mayor posibilidad de concebir un hijo.The present work comprises two chapters in relation with two female reproductive pathologies with severe alterations in follicular dynamics and that are both iatrogenic (caused by medical treatments)...Fil: Pascuali, Natalia Marisa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentin