Sections du fœtus et du placenta. Crédit : Ionel Sandovici
Les scientifiques de Cambridge ont identifié un signal clé que le fœtus utilise pour contrôler son approvisionnement en nutriments du placenta, révélant un bras de fer entre les gènes hérités du père et de la mère. L’étude, menée sur des souris, pourrait aider à expliquer pourquoi certains bébés grandissent mal dans l’utérus.
Au fur et à mesure que le fœtus grandit, il doit communiquer ses besoins croissants en nourriture à la mère. Il se nourrit via les vaisseaux sanguins du placenta, un organe spécialisé qui contient des cellules du bébé et de la mère.
Entre 10 % et 15 % des bébés grandissent mal dans l’utérus, montrant souvent une croissance réduite des vaisseaux sanguins dans le placenta. Chez l’homme, ces vaisseaux sanguins se dilatent considérablement entre le milieu et la fin de la gestation, atteignant une longueur totale d’environ 320 kilomètres à terme.
Dans une étude publiée aujourd’hui (27 décembre 2021) dans Cellule de développement, une équipe dirigée par des scientifiques de l’Université de Cambridge a utilisé des souris génétiquement modifiées pour montrer comment le fœtus produit un signal pour encourager la croissance des vaisseaux sanguins dans le placenta. Ce signal provoque également des modifications dans d’autres cellules du placenta pour permettre à plus de nutriments de la mère de passer au fœtus.
Le Dr Ionel Sandovici, premier auteur de l’article, a déclaré : « Au fur et à mesure qu’il grandit dans l’utérus, le fœtus a besoin de la nourriture de sa mère, et des vaisseaux sanguins sains dans le placenta sont essentiels pour l’aider à obtenir la bonne quantité de nutriments dont il a besoin.
« Nous avons identifié un moyen que le fœtus utilise pour communiquer avec le placenta afin de provoquer l’expansion correcte de ces vaisseaux sanguins. Lorsque cette communication est rompue, les vaisseaux sanguins ne se développent pas correctement et le bébé aura du mal à obtenir toute la nourriture dont il a besoin.
L’équipe a découvert que le fœtus envoie un signal appelé IGF2 qui atteint le placenta par le cordon ombilical. Chez l’homme, les niveaux d’IGF2 dans le cordon ombilical augmentent progressivement entre 29 semaines de gestation et terme : trop d’IGF2 est associé à une croissance trop importante, tandis que pas assez d’IGF2 est associé à une croissance trop faible. Les bébés trop grands ou trop petits sont plus susceptibles de souffrir ou même de mourir à la naissance, et ont un risque plus élevé de développer un diabète et des problèmes cardiaques à l’âge adulte.
Le Dr Sandovici a ajouté : « Nous savons depuis un certain temps que l’IGF2 favorise la croissance des organes où il est produit. Dans cette étude, nous avons montré que l’IGF2 agit également comme une hormone classique : elle est produite par le fœtus, passe dans le sang fœtal, par le cordon ombilical et jusqu’au placenta, où elle agit.
Particulièrement intéressant est ce que leurs découvertes révèlent sur la lutte qui se déroule dans l’utérus.
Chez la souris, la réponse à l’IGF2 dans les vaisseaux sanguins du placenta est médiée par une autre protéine, appelée IGF2R. Les deux gènes qui produisent IGF2 et IGF2R sont « imprimés » – un processus par lequel les commutateurs moléculaires sur les gènes identifient leur origine parentale et peuvent activer ou désactiver les gènes. Dans ce cas, seule la copie du igf2 gène hérité du père est actif, alors que seule la copie de igf2r hérité de la mère est actif.
L’auteur principal, le Dr Miguel Constância, a déclaré : « Une théorie sur les gènes imprimés est que les gènes exprimés par le père sont avides et égoïstes. Ils veulent extraire le plus de ressources possible de la mère. Mais les gènes exprimés par la mère agissent comme des contre-mesures pour équilibrer ces demandes. »
« Dans notre étude, le gène du père détermine les besoins du fœtus en vaisseaux sanguins plus gros et plus de nutriments, tandis que le gène de la mère dans le placenta essaie de contrôler la quantité de nourriture qu’il fournit. Il y a un bras de fer qui se déroule, une bataille des sexes au niveau du génome.
L’équipe affirme que leurs découvertes permettront de mieux comprendre comment le fœtus, le placenta et la mère communiquent entre eux pendant la grossesse. Cela pourrait à son tour conduire à des moyens de mesurer les niveaux d’IGF2 chez le fœtus et à trouver des moyens d’utiliser des médicaments pour normaliser ces niveaux ou promouvoir le développement normal de la vascularisation placentaire.
Les chercheurs ont utilisé des souris, car il est possible de manipuler leurs gènes pour imiter différentes conditions de développement. Cela leur permet d’étudier en détail les différents mécanismes mis en œuvre. La physiologie et la biologie des souris présentent de nombreuses similitudes avec celles des humains, permettant aux chercheurs de modéliser la grossesse humaine, afin de mieux la comprendre.
Référence : « L’axe Igf2-Igf2r imprimé est essentiel pour faire correspondre l’expansion des microvaisseaux placentaires à la croissance fœtale » par Sandovici, I et al., 27 décembre 2021, Cellule de développement.
DOI : 10.1016 / j.devcel.2021.12.005
Les chercheurs principaux sont basés au Département d’obstétrique et de gynécologie, à l’Unité des maladies métaboliques du Medical Research Council, qui fait partie du Wellcome-MRC Institute of Metabolic Science, et au Center for Trophoblast Research, tous situés à l’Université de Cambridge.
La recherche a été largement financée par le Biotechnology and Biological Sciences Research Council, le Medical Research Council, le Wellcome Trust et le Center for Trophoblast Research.
