Galektin-1 i funkcionalna svojstva ćelija trofoblasta čoveka in vitro

Abstract

U zoni interakcije majke i fetusa galektin-1 (gal-1) je eksprimiran na način koji ukazuje na njegovu moguću ulogu u ćelijskoj adheziji, migraciji i invaziji trofoblasta, procesima koji su ključni za implantaciju embriona i formiranje funkcionalne placente. Međutim, uloga gal-1 u trofoblastu čoveka dosada nije bila ispitivana, što je predmet istraživanja ovog doktorskog rada. U tu svrhu korišćeni su odgovarajući funkcionalni in vitro testovi adhezije, migracije i invazije na modelima invazivnog trofoblasta (izolovanom citotrofoblastu iz placenti prvog trimestra normalne trudnoće, imortalizovanoj ekstravilusnoj ćelijskoj linija HTR-8/SVneo, i, u manjoj meri, na horiokarcinomskoj ćelijskoj liniji JAr). Obzirom da gal-1 sintetišu i ekstravilusne trofoblastne i decidualne stromalne ćelije in vivo, u ovom radu je ispitivan mogući uticaj kako endogenog (upotrebom antitela prema gal-1 koja blokiraju i funkciju gal-1), tako i egzogenog gal-1 (upotrebom dveju molekulskih formi rekombinantnog humanog gal-1 dokazane biološke aktivnosti, od kojih jedna poseduje lektinsku aktivnost - CS-gal-1, a druga ne - Ox-gal-1) na funkcionalna svojstva trofoblasta in vitro. Značaj lektinskih interakcija za funkciju trofoblastnih ćelija ispitivan je funkcionalnim testovima u prisustvu laktoze (inhibitornog šećera za lektinski tip interakcija galektina). Zbog činjenice da se obrasci ekspresije, kao i funkcije galektina često znatno preklapaju, utvrđen je galektinskog profila invazivnog trofoblasta na nivou RNK i proteina. U ovom radu je po prvi put pokazan funkcionalni značaj nekog od galektina za invazivnost trofoblasta čoveka in vitro, kvalifikujući gal-1 za važnog člana grupe molekula koji učestvuju u trofoblastnoj invaziji. Pokazali smo da endogeni gal-1, kao i dodatni egzogeni gal-1 (obe ispitivane molekulske forme) stimulišu invaziju trofoblasta, što ukazuje na mogućnost da bi i u uslovima in vivo, gal-1, kako trofoblastnog, tako i decidualnog porekla, mogao biti uključen u ovaj proces. Dobijeni rezultati su pokazali i da se ovaj uticaj gal-1 na invazivnu sposobnost trofoblasta ostvaruje pre svega njegovom lektinskom aktivnošću. Ovim radom je po prvi put utvrđen galektinski profil invazivnog trofoblasta koji čine gal-1, gal-3, i do sada u trofoblastu čoveka neidentifikovani član galektinske familije, gal-8.

Galectin-1 (gal-1) is expressed at the fetomaternal interface in a manner suggestive of a potential involvement in cell adhesion, migration and invasion of the human trophoblast. These processes are considered essential for the embryo implantation and formation of the functional placenta. However, no studies have examined the role of the gal-1 in the human placenta. Hypothesis that gal-1 may be relevant for trophoblast invasion was addressed by this thesis for the first time. To this end appropriate functional tests of cell adhesion, migration and invasion were performed in vitro, using invasive trophoblast models (isolated first trimester cytotrophoblast, immortalized extravillous HTR-8/SVneo cell line and choriocarcinoma JAr cell line). Since gal-1 is synthesised by both extravillous cytotrophoblast and decidual stromal cells in vivo, selected approaches addressed possible effect of both endogenous and exogenous gal-1. Use of function blocking anti-gal-1 antibody provided an insight into participation of endogenous gal-1, while supplementation by either molecular form of biologically active recombinant human gal-1, CS-gal-1 (with lectin activity) or Ox-gal-1 (without lectin activity) indicated relevance of exogenous gal-1 for trophoblast invasion in vitro. The importance of lectin-type interactions was investigated primarily using lactose (an inhibitory sugar for galectins). Since the expression patterns and functions of galectins often overlap, galectin profile of the invasive trophoblast at RNA and protein levels was established here. This is the first study to address the functional relevance of any galectin for human trophoblast invasivness in vitro, qualifying gal-1 as an important member of the trophoblast cell invasion machinery. It is documented here that endogenous gal-1, as well as additional exogenous gal-1 (both forms, but particularly the form with lectin activity) participate in trophoblast invasion, suggesting possible involvement of trophoblastic and decidual gal-1 in this process in vivo. Galectin profile of the invasive trophoblast was established here for the first time, which comprised of gal-1, gal-3 and gal-8