Introduction
La grossesse est un phénomène biologique complexe où la tolérance immunitaire joue un rôle essentiel. Le placenta, un organe unique qui se forme pendant la grossesse, assure les échanges entre la mère et le fœtus. Au cœur de ce processus se trouve le noyau cellulaire, qui joue un rôle déterminant dans la fonction placentaire. Cet article explore en profondeur le rôle du noyau cellulaire dans le placenta, en mettant en évidence son importance dans la tolérance immunitaire, la production d'hormones et les échanges entre la mère et le fœtus.
La tolérance immunitaire : une énigme résolue par le HLA-G
Un bon mariage est celui où chacun des époux a la chance de pouvoir tolérer l'intolérable. Cette phrase, adaptée à la grossesse, souligne la nécessité pour la mère et le fœtus de se tolérer mutuellement. En effet, les cellules d'un individu portent une carte d'identité que le système immunitaire d'un autre individu reconnaît comme étrangère. Pourtant, lors d'une grossesse, l'organisme maternel tolère pendant neuf mois l'être qui s'y développe.
Cette tolérance est en partie due à la production par le fœtus de molécules inhibant le système immunitaire maternel, notamment les molécules HLA-G. Découvertes par une équipe à l'Hôpital Saint-Louis de Paris, ces molécules sont exprimées à la surface des cellules fœtales du trophoblaste, le tissu qui entoure l'embryon dès les premiers instants de la grossesse et qui se différencie ensuite en cytotrophoblaste et syncytiotrophoblaste pour former le placenta.
Contrairement aux antigènes HLA classiques, présents sur presque toutes les cellules de l'organisme, le HLA-G est principalement exprimé à la surface des cellules fœtales, de l'amnios, du liquide amniotique, de certaines cellules du thymus et de la cornée de l'œil. Son rôle essentiel dans la tolérance fœto-maternelle a été démontré en 1998.
Les lymphocytes T cytotoxiques maternels, des cellules du système immunitaire qui apprennent à distinguer le soi du non-soi, ne reconnaissent pas les cellules fœtales du trophoblaste comme étrangères, car elles n'expriment pas à leur surface de molécules HLA classiques (sauf HLA-C en petite quantité à partir de la sixième semaine de grossesse). Cependant, les cellules trophoblastiques sont une cible de choix pour un second mécanisme d'action immunitaire qui implique les cellules tueuses naturelles.
Lire aussi: Tout savoir sur la bouillotte chauffante naturelle
Ces agents détruisent les cellules ne portant pas, à leur surface, d'antigènes HLA classiques ; ils reconnaissent l'absence de soi. Au contact d'une cellule dépourvue de HLA, les cellules tueuses naturelles libèrent de la perforine et la lysent. Néanmoins, les cellules tueuses naturelles ne détruisent pas le trophoblaste, suggérant une implication de la molécule HLA-G.
In vitro, il a été démontré que l'introduction du gène HLA-G dans des lignées humaines dépourvues d'antigènes HLA protège ces cellules contre la destruction par les cellules tueuses naturelles. De même, le traitement de cellules exprimant les molécules HLA-G avec des anticorps anti-HLA-G restaure la capacité des cellules tueuses naturelles à détruire ces cellules.
Ex vivo, la présence de la protéine HLA-G protège les cellules trophoblastiques de l'activité destructrice des cellules tueuses naturelles maternelles. En outre, il a été montré que la molécule HLA-G inhibe les cellules tueuses naturelles en se fixant sur des récepteurs inhibiteurs de la cytolyse, tels que ILT2, ILT4 et KIR2DL4.
Dès le début de la grossesse, les cellules fœtales produisent sept formes de HLA-G : quatre membranaires (HLA-G1, HLA-G2, HLA-G3 et HLA-G4) et trois solubles (HLA-G5, HLA-G6 et HLA-G7). Les formes membranaires jouent un rôle de tolérance immunitaire localement, tandis que les formes circulantes auraient une activité systémique dans l'ensemble de l'organisme fœtal.
L'importance des antigènes HLA-G dans la tolérance fœto-maternelle est également soulignée par le fait que leur absence ou leur quantité insuffisante peut provoquer des avortements spontanés. Des études ont montré une expression diminuée de HLA-G dans les placentas prééclamptiques, une pathologie de la grossesse qui se manifeste par une hypertension artérielle chez la mère et conduit à des avortements ou à des accouchements prématurés.
Lire aussi: Définition et étapes de l'amphimixie
De même, dans les infections du trophoblaste par l'herpèsvirus et le cytomégalovirus, on n'observe pas d'expression des molécules HLA-G à la surface des cellules fœtales. L'herpèsvirus sécrète des protéines qui inhibent le transport des molécules HLA-G du réticulum endoplasmique vers la surface cellulaire, empêchant ainsi la nidation de l'ovule fécondé dans l'utérus.
Le placenta : un organe d'échanges entre la mère et le fœtus
Le placenta est un organe essentiel qui assure les échanges entre la mère et le fœtus. Il se forme à partir du trophoblaste, le tissu qui entoure l'embryon dès les premiers instants de la grossesse. Le trophoblaste se différencie en cytotrophoblaste et syncytiotrophoblaste, qui constituent les villosités choriales, les unités fonctionnelles du placenta.
Les villosités choriales sont irriguées par les vaisseaux sanguins fœtaux et baignent dans le sang maternel, permettant les échanges de nutriments, d'oxygène et de déchets entre la mère et le fœtus. Le syncytiotrophoblaste, la couche externe des villosités choriales, est en contact direct avec le sang maternel et joue un rôle clé dans ces échanges.
Le syncytiotrophoblaste est un tissu endocrine qui sécrète de nombreuses hormones, telles que l'hormone chorionique gonadotrope (hCG), la progestérone et les œstrogènes, qui sont essentielles au maintien de la grossesse. Il possède également des microvillosités à sa surface, qui augmentent sa surface d'échange.
L'invasion trophoblastique, un processus par lequel les cellules du trophoblaste migrent et envahissent la muqueuse utérine, est essentielle à la formation du placenta et à l'établissement d'une circulation sanguine adéquate entre la mère et le fœtus. Les cellules cytotrophoblastiques extravilleuses, qui migrent dans la décidue et le myomètre, interagissent avec les cellules déciduales et les cellules immunocompétentes intra-déciduales, telles que les macrophages et les cellules NK (Natural Killer).
Lire aussi: Le cadre légal de l'homoparentalité en France
Le non-rejet des cytotrophoblastes par ces cellules de l'organisme maternel est lié à l'expression à leur surface d'antigènes de classe 1 particuliers (HLA-G) et à la sécrétion de nombreuses cytokines et facteurs immunomodulateurs. Les cytotrophoblastes extravilleux envahissent également les artères spiralées utérines, transformant leur tunique élastique en une paroi fibreuse atone, ce qui permet un flux sanguin maternel adéquat vers le placenta.
Les syncytines : des protéines d'origine virale essentielles à la formation du placenta
Au cours de l'évolution, le génome humain a inséré de nombreuses séquences rétrovirales, qui représentent environ 8 à 10 % de celui-ci. Un grand nombre de ces séquences sont exprimées préférentiellement au niveau placentaire et sont impliquées dans la régulation de l'expression de certains gènes.
De façon encore plus singulière, certaines séquences rétrovirales sont capables de coder pour la protéine d'enveloppe du rétrovirus. Ainsi, les rétrovirus FRD (codant pour sa glycoprotéine d'enveloppe, syncytine 2) et HERV-W (codant pour la syncytine 1) ont intégré le génome des primates il y a plus de quarante millions d'années.
Ces protéines d'enveloppe rétrovirale, appelées syncytines, jouent un rôle direct dans la fusion cellulaire, étape limitante de la formation et de la régénération du syncytiotrophoblaste. La syncytine 1 est exprimée dans tout le trophoblaste, quel que soit sa voie de différenciation, tandis que la syncytine 2 est exprimée uniquement dans quelques cytotrophoblastes villeux.
Leur action fusogène est liée à leur interaction avec des récepteurs membranaires distincts pour chacune d'entre elles (respectivement transporteur d'amino acides et de carbohydrates). Enfin, la syncytine 2 semble posséder une action immunomodulatrice.
L'environnement en oxygène : un facteur clé du développement placentaire
L'environnement en oxygène joue un rôle crucial dans le développement placentaire. La pression partielle d'oxygène dans l'utérus au moment de l'implantation est faible dans de nombreuses espèces animales, aux alentours de 15 à 18 mm de mercure dans l'espèce humaine.
De telles conditions favorisent le développement embryonnaire préimplantatoire et minimisent la production de radicaux libres dérivés de l'oxygène hautement tératogènes. En raison de la présence des bouchons trophoblastiques, la pression d'oxygène dans l'espace intervilleux au premier trimestre de la grossesse est d'environ 20 mm de mercure, alors qu'au niveau de la décidue il avoisine 60 mm de mercure.
Au cours du premier trimestre de la grossesse, cet environnement faible en oxygène favorise le développement placentaire par la stimulation de l'angiogenèse et la prolifération des cytotrophoblastes. La disparition progressive des bouchons trophoblastiques augmente significativement les pressions intraplacentaires d'oxygène.
C'est à ce stade qu'apparaissent au sein du trophoblaste les enzymes antioxydantes telles les superoxydes dismutases à Cuivre Zinc ou à Manganèse. Les fluctuations en oxygène inhibent la formation du syncytiotrophoblaste en bloquant via les protéines d'enveloppes rétrovirales la fusion trophoblastique et accélèrent son apoptose.
Les hormones placentaires : des acteurs essentiels de la grossesse
Le placenta sécrète de nombreuses hormones stéroïdiennes (progestérone, œstrogènes) et polypeptidiques, qui sont essentielles au maintien de la grossesse. Au premier trimestre de la grossesse, ces hormones peptidiques sont sécrétées en grande quantité par le trophoblaste invasif et assurent par des mécanismes autocrines et paracrines la qualité de la placentation.
Ainsi, à titre d'exemple, le trophoblaste invasif sécrète une forme particulière d'hCG, hyperglycosylée, impliquée dans l'invasion trophoblastique et possiblement dans le remaniement vasculaire. De même, l'hormone de croissance placentaire, produit du gène GH-V exprimé spécifiquement dans le trophoblaste, stimule par un mécanisme autocrine l'invasion trophoblastique et assure la qualité de la placentation.
Au deuxième trimestre de la grossesse, sa production par le trophoblaste villeux endocrine devient prédominante et prend en charge le métabolisme maternel.
Pathologies placentaires : la prééclampsie et la trisomie 21
Les pathologies placentaires, telles que la prééclampsie et la trisomie 21, peuvent avoir des conséquences graves pour la mère et le fœtus. La prééclampsie est une entité clinique définie par l'association d'une hypertension artérielle et d'une protéinurie significative à partir de la 20e semaine d'aménorrhée.
Elle est liée à un défaut initial de placentation, caractérisé par un défaut d'invasion trophoblastique et de remodelage des artères spiralées utérines, induisant une diminution de l'afflux sanguin maternel vers le placenta. Un stress oxydant secondaire aux fluctuations des concentrations en oxygène induit un dysfonctionnement généralisé du syncytiotrophoblaste placentaire et la libération de fragments syncytiaux apoptotiques dans la circulation maternelle, ce qui induit une inflammation généralisée de l'endothélium maternel.
La trisomie 21 (T21) est l'anomalie génétique viable la plus fréquente et la cause majeure de retard mental. Bien que le dépistage de la T21 fœtale repose en partie sur des marqueurs sériques maternels d'origine placentaire, telle l'hCG élevée, peu d'études ont été menées sur le développement placentaire dans cette aneuploïdie. Il a été révélé un défaut de formation du syncytiotrophoblaste en cas de T21, ainsi qu'une anomalie de la cinétique d'expression des syncytines lors de la formation du syncytiotrophoblaste.
tags: #noyau #cellule #rôle #placenta