Riassunto analitico
Background: L'obesità aumenta il rischio di malattie cardiovascolari, diabete, ipertensione e alcuni tipi di cancro. L'obesità in gravidanza può essere associata al diabete mellito gestazionale (GDM) e può causare iperglicemia o iperinsulinemia materna, con la conseguenza di iperglicemia e iperinsulinemia fetale: disfunzione degli adipociti fetali, deficit e danno della vascolarizzazione pancreatica fetale, alterazioni dell'ipotalamo fetale e aumento del rischio cardiovascolare nel corso della vita. L'esposizione ad un ambiente intrauterino diabetico durante la gravidanza è associata ad un aumento della dislipidemia, dell'infiammazione vascolare subclinica e dei processi di disfunzione endoteliale nella prole, tutti collegati allo sviluppo di malattie cardiovascolari. La placenta media le alterazioni metaboliche e la salute del feto da un alterato disadattamento fetale in utero. In questo ambito, gli inositoli (INO) sono agenti insulino-sensibilizzanti che hanno dimostrato di migliorare la resistenza all'insulina nelle donne con obesità, diabete gestazionale e sindrome metabolica (SM). I principali meccanismi sottostanti coinvolgono l'iperglicemia e l'iperinsulinemia persistenti. Gli inositoli (INO) sono molecole altamente bioattive derivate dall'assunzione con la dieta e dalla sintesi endogena. Gli inositoli sono coinvolti nel metabolismo del glucosio e dei lipidi e partecipano alla via di segnalazione dell'insulina, con perturbazioni nell'elaborazione di INO associate a condizioni che coinvolgono resistenza all'insulina, disglicemia e dislipidemia. La supplementazione di inositolo durante la gravidanza sembra alleviare il disadattamento fetale intrauterino e migliorare l'obesità materna. Ipotesi: Abbiamo ipotizzato che l'obesità materna alteri la via dell'inositolo nelle cellule del trofoblasto placentare. Le alterazioni includevano cambiamenti nei livelli dei mRNA e nel milieu dei miRNA. Conoscere la via intracellulare degli inositoli materni nella placenta potrebbe aiutare a sviluppare una nuova terapia non farmacologica per ripristinare il profilo metabolico nelle donne obese in gravidanza. Study design: L'obiettivo è studiare come l'obesità influenzi la via dell'inositolo durante la gravidanza. Il punto principale è dimostrare come gli inositoli agiscano come molecole sensibilizzante dell'insulina nelle cellule del trofoblasto placentare. Abbiamo raccolto cellule di trofoblasto da donne in buona salute (n=3) e donne obese (n=4). In questo progetto, abbiamo analizzato il livello di mRNA dei bersagli coinvolti nel metabolismo degli INOs cellulari nelle cellule dei tessuti dei villi placentari. In particolare, i geni analizzati sono: IMPA1, ISYNA1, SLC5A3 (Smit 1) e SLC5A11 (Smit 2). Parallelamente, abbiamo raccolto il siero dalla vena del cordone ombelicale e abbiamo effettuato l'analisi dei miRNA. Risultati: Dalla nostra analisi, abbiamo dimostrato che SLC5A3 (sodio-mioinositolo cotrasporter 1) tende ad essere sovra-regolato in condizioni di obesità. ITPR1 (recettore 1 dell'inositolo 3 fosfato) è significativamente sotto-regolato nel gruppo degli obesi (p=0,03). Abbiamo dimostrato che l'obesità altera il livello di mRNA della via dell'inositolo. Non abbiamo osservato alterazioni nel target dei miRNA nei campioni delle vene ombelicali materne. Conclusioni: L'obesità altera l'espressione dell'mRNA dei bersagli coinvolti nel percorso degli INOs. L'mRNA di ITPR1 è sotto-regolato nel gruppo obeso, mentre SLC5A3 tende ad essere sovra-regolato nel gruppo obeso. Questo studio ha confermato che l'obesità materna altera la via dell'inositolo nelle cellule del trofoblasto.
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Abstract
Background: Obesity increases the risk of cardiovascular disease, diabetes, high blood pressure and certain cancers. Obesity in pregnancy can be associated with Gestational Diabetes Mellitus (GDM) and it can cause maternal hyperglycemia or hyperinsulinemia, with the consequence of fetal hyperglycemia and hyperinsulinemia: fetal adipocyte cell disfunction, fetal pancreatic vascularization deficits and damage, fetal hypothalamic changes and increased cardiovascular risk later in life. Exposure to a diabetic intrauterine environment during pregnancy is associated with an increase in dyslipidemia, subclinical vascular inflammation, and endothelial dysfunction processes in the offspring, all of which are linked with development of cardiovascular disease later in life. Placenta mediates metabolic alterations and fetus health by an altered fetal maladaptation in utero. On this ground, Inositols (INO) are insulin-sensitizing agents that have been shown to improve insulin resistance in women with obesity, gestational diabetes, and Metabolic Sindrome (MS). The main underlying mechanisms involve persistent hyperglycemia and hyperinsulinemia. Inositols (INO) are highly bioactive molecules derived from diet intake and from endogenous synthesis. Inositols are involved in glucose and lipid metabolism and participate in insulin-signaling pathway, with perturbations in INO processing being associated with conditions involving insulin resistance, dysglycemia and dyslipidemia such as diabetes. Inositol supplementation during pregnancy seems to alleviate intrauterine fetal maladaptation ameliorate maternal obesity.
Hypothesis: We hypothesized that maternal obesity alters inositol pathway in placental trophoblast cells. Alterations included changes in mRNA level of targets and in miRNAs milieu. Knowing the intracellular maternal Inositols pathway in placenta might assist to develop new non-pharmacological therapy to restore metabolic profile in pregnant obese women.
Study design: The aim is to study how obesity affects inositol pathway during pregnancy. The main point is to demonstrate how Inositols acts as insulin sensitizer molecule in placental trophoblast cells. We collected trophoblast cells from health women (n=3) and obese women (n=4). In this project, we analyzed mRNA level of targets involved in cellular INOs metabolisms in placental villous tissue cells. In particular, the genes analyzed are: IMPA1, ISYNA1, SLC5A3 (Smit 1) and SLC5A11 (Smit 2). In parallel, we collected serum from umbilical cord vein and miRNAs analysis occurred.
Results: From our analysis, we demonstrated that SLC5A3 (Sodium-myoinositol cotrasporter 1) tends to be upregulated in obese condition.
ITPR1 (Inositol 3 phosphate receptor 1) is significantly downregulated in obese group (p=0,03). We demonstrated that obesity alters Inositol pathway mRNA level. We did not observe alteration in miRNAs target in maternal umbilical samples.
Conclusions: Obesity alters mRNA expression of targets involved in INOs pathway. ITPR1 mRNA is downregulated in obese group, while SLC5A3 tends to be upregulated in obese group. This study confirmed that maternal obesity alters inositol pathway in trophoblast cells.
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