La placenta constituye el vínculo fisiológico y mecánico entre la madre y el feto. Este vínculo se establece fundamentalmente a través de las células epiteliales de origen fetal llamadas trofoblastos cuya diferenciación es esencial para el desarrollo de un embarazo saludable.

Los trofoblastos comparten con las células tumorales su escasa inhibición por contacto, el elevado índice de proliferación, la capacidad para escapar a efectores del sistema inmune y sus propiedades migratorias, invasivas y fusogénicas. En ambos sistemas celulares estas propiedades son moduladas por diferentes estímulos como los niveles de glucosa, el metabolismo de lípidos, la tensión de oxígeno y el estrés oxidativo.

Sin embargo, a diferencia de las células tumorales, la proliferación, migración, invasión y diferenciación celular se encuentran estrictamente controladas en la placentación normal. Fallas en estos procesos producen un deterioro de la función placentaria con un impacto directo en la salud fetal y materna. En este contexto se vuelve críticamente importante entender a nivel molecular los procesos de diferenciación celular que tienen lugar en la formación de la placenta. Entre las moléculas cuya función sería relevante para el desarrollo placentario y cuya expresión se altera en células tumorales se encuentran el factor de transcripción KLF6 y la proteína StarD7. Sobre la base de estas consideraciones nuestras hipótesis de trabajo son:

1. KLF6 y StarD7 son proteínas requeridas para los eventos de proliferación, migración/invasión, adhesión y diferenciación del tejido trofoblástico así como de las células tumorales;

2. la expresión y/o localización de KLF6 y StarD7 es regulada por diferentes estímulos capaces de generar respuesta de estrés de retículo endoplásmico tales como aumento en la concentración de glucosa, tensión de oxígeno y estrés oxidativo y por lo tanto podrían verse alteradas en procesos patológicos del trofoblasto y en la desregulación tumoral.

3. el delicado balance de interacciones entre programas endógenos de expresión génica y señales externas, responsable del desarrollo y diferenciación de la placenta, puede ser alterado debido a la exposición a bajos niveles de contaminantes ambientales.

Proyectos de Investigación

Participación de StarD7 en los mecanismos que regulan los procesos de proliferación, migración, invasión, adhesión y diferenciación celular.

StarD7, identificado en nuestro laboratorio pertenece a la superfamilia de proteínas de transferencia de lípidos relacionadas a la proteína StAR, caracterizadas por poseer un dominio START involucrado en la unión de lípidos y esteroles. En trabajos previos hemos reportado algunas características bioquímicas de StarD7, propiedades de interacción con lípidos, niveles de expresión en diferentes líneas celulares y tejido placental, así como ciertos mecanismos que regulan su expresión. Recientemente, demostramos que el silenciamiento de StarD7 en el modelo de células JEG-3 conduce a una disminución en la migración y proliferación celular y un aumento en la diferenciación. Estos cambios fenotípicos están asociados a una disminución en la síntesis de fosfolípidos y en la expresión del transportador de eflujos ABCG2. En la actualidad, intentamos definir la participación de StarD7 en los mecanismos que regulan los procesos de proliferación, migración y diferenciación celular.

Efecto del organofosforado clorpirifos (CPF) en la biología del trofoblasto

En trabajos previos hemos reportado que concentraciones no citotóxicas de CPF incrementan los niveles de mRNA de βhCG, GCM1 y ABCG2 en células placentales y provoca alteraciones morfológicas en las vellosidades coriónicas. Además reportamos que CPF induce un incremento en la producción de ROS, una reducción en el contenido intracelular de glutatión reducido y un incremento en la actividad de la enzima catalasa, e inducción adaptativa de la vía Nrf2/ARE acompañada de un incremento en los genes de detoxificación de fase II: hemoxigenasa y glutatión reductasa. Estos resultados indican que CPF modifica la expresión de genes funcionalmente relevantes en células de placenta humana, las cuales activan mecanismos de defensa que le permitirían proteger su funcionalidad y de ese modo preservar el embarazo. Actualmente intentamos establecer si el desbalance redox en respuesta a la exposición al tóxico CPF activa mecanismos de respuesta de estrés de retículo endoplásmico regulados a través de vías señalizadas por fosfoquinasas.

Rol del factor de transcripción KLF6 en la diferenciación de las células trofoblásticas

KLF6 fue aislado en nuestro laboratorio durante la búsqueda de los factores implicados en la regulación de la expresión de los genes PSG en placenta humana. Numerosos autores demostraron posteriormente que KLF6 desempeña una función crucial en diferenciación, angiogénesis, control del ciclo celular y proliferación fundamentalmente en diferentes tipos de cáncer en los cuales se ha demostrado su función como supresor de tumor. Significativamente, los ratones klf6 knock-out presentan un desarrollo defectuoso de la placenta muriendo el día E12,5. En el laboratorio demostramos que KLF6 participa en la diferenciación del trofoblasto velloso, tanto en el proceso de diferenciación bioquímica como en la fusión celular, mediante regulación de la expresión de proteínas involucradas en estos procesos. Además demostramos que mecanismos epigenéticos modulan la localización nuclear y actividad de KLF6 sobre el promotor PSG5, que la expresión de KLF6 se activa transitoriamente en células y explantos de placentas normales a término cultivadas en condiciones de hipoxia y aumenta tempranamente en células JEG-3 expuestas in-vitro al tóxico CPF, el cual induce un desbalance redox. Actualmente estudiamos el rol de KLF6 en los procesos de adhesión, migración, invasión y proliferación de células trofoblásticas extravellosas invasivas y los genes que regula en condiciones de hipoxia.