Registro:
Documento: | Tesis Doctoral |
Disciplina: | quimica |
Título: | Implicancias del factor de crecimiento derivado de plaquetas B y del esfingolípido ceramida-1-fosfato en patologías reproductivas femeninas con alteraciones severas en la dinámica folicular |
Título alternativo: | Implications of platelet derived growth factor B and sphingolipid ceramide-1-phosphate in female reproductive pathologies with severe alterations of follicular dynamics |
Autor: | Pascuali, Natalia Marisa |
Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
Filiación: | Instituto de Biología y Medicina Experimental (IByME). Laboratorio de Estudios de la Fisiopatología del Ovario
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Publicación en la Web: | 2019-08-31 |
Fecha de defensa: | 2018-03-28 |
Fecha en portada: | 2018 |
Grado Obtenido: | Doctorado |
Título Obtenido: | Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Química Biológica |
Director: | Parborell, Fernanda |
Consejero: | Calvo, Juan Carlos |
Jurado: | Barañao, Rosa I.; Motta, Alicia B.; Varone, Cecilia L. |
Idioma: | Español |
Palabras clave: | OHSS; FOP; ANGIOGENESIS; OVARIO; ONCOFERTILIDADOHSS; POF; OVARY; ANGIOGENESIS; ONCOFERTILITY |
Formato: | PDF |
Handle: |
http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6342_Pascuali |
PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n6342_Pascuali.pdf |
Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n6342_Pascuali |
Ubicación: | Dep.QUI 006342 |
Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Pascuali, Natalia Marisa. (2018). Implicancias del factor de crecimiento derivado de plaquetas B y del esfingolípido ceramida-1-fosfato en patologías reproductivas femeninas con alteraciones severas en la dinámica folicular. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6342_Pascuali |
Resumen:
Este trabajo está compuesto por dos capítulos referidos a dos patologías reproductivas femeninas con alteraciones severas en la dinámica folicular, que se producen de forma iatrogénica. En primer lugar, se estudian implicancias del factor de crecimiento derivado de plaquetas B (PDGF-B) en la patogénesis del Síndrome de Hiperestimulación Ovárica (OHSS). En segundo lugar, se estudia el efecto protector del esfingolípido ceramida-1-fosfatp (C1P) sobre la foliculogénesis en la Falla Ovárica Prematura (FOP) ocasionada por gonadotoxicidad de drogas quimioterapéuticas. I)Síndrome de estimulación ovárica (OHSS) El OHSS es una complicación iatrogénica severa del crecimiento y maduración folicular ocasionada por la inducción de la ovulación con gonadotrofinas en tratamientos de fertilización. La prevalencia de OHSS se encuentra entre el 5-10% de las pacientes que se someten a estas técnicas y una de sus características principales es el aumento de la permeabilidad de la microvasculatura. El factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) está involucrado en la patogénesis de este síndrome, induciendo alta permeabilidad vascular, y por consiguiente, la presencia de ascitis en las pacientes. En nuestro laboratorio, hemos demostrado que la inhibición del VEGF disminuye la severidad del OHSS en un modelo desarrollado en rata. Pero además, para que exista una vasculatura madura y funcional, colaboran junto al VEGF otros sistemas angiogénicos, como la familia del factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF) y la familia de las esfingosina-1 fosfato. Sin embargo, hasta ahora ningún estudio ha mostrado la posible participación de estos sistemas en la patología mencionada. En base a estos antecedentes, se planteó la siguiente hipótesis: La desregulación de los sistemas de PDGF y S1P está involucrada en la patogenia de OHSS, afectando en parte a la angiogénesis ovárica y aumentando la permeabilidad vascular que conduce a la presencia de ascitis observada en este síndrome. Los objetivos específicos propuestos fueron: 1- Estudiar el efecto in vivo intraovárico que produce el agregado de PDGF-B sobre la permeabilidad vascular y la angiogénesis ovárica, y su relación con la dinámica folicular y luteal, y con la esteroidogénesis en un modelo de OHSS desarrollado en rata. 2-Estudiar el transporte de colesterol en fluidos foliculares humanos (FF) de pacientes sometidas a técnicas de reproducción asistida (ART) con alto riesgo de desarrollar OHSS y pacientes controles. 3-Evaluar el efecto in vitro que produce el agregado del esfingolípido S1P al FF proveniente de pacientes con alto riesgo de desarrollar OHSS sobre un cultivo primario de células vasculares de músculo liso. II) Falla prematura ovárica (FOP) La FOP es un desorden multicausal caracterizado por la desaparición o disfunción prematura de los folículos ováricos, que afecta al 1-2% de mujeres menores de 40 años. Estas pacientes presentan amenorrea, hiperestrogenismo y elevados niveles de gonadotrofinas. Las causas que provocan FOP pueden ser: genéticas, inmunes, infecciosas y/o iatrogénicas (quimioterapia, radioterapia). La mayoría de las drogas quimioterapéuticas,tales como ciclofosfamida y doxorubicina, poseen un fuerte efecto tóxico sobre el ovario, afectando tanto la reserva ovárica como la vasculatura. Hasta ahora, los tratamientos disponibles para FOP no son efectivos. Por otra parte, se ha demostrado que esfingolípidos como la ceramida, la esfingosina y sus formas fosforiladas, la ceramida-1-fosfato (C1P) y la esfingosina-1 fosfato (S1P), regulan procesos celulares escenciales, la apoptosis, la migración y la angiogénesis. Hasta ahora ningún trabajo ha evaluado la participación de C1P en ovario en condiciones patológicas, tal como la FOP inducida con quimioterapia. En base a estos antecedentes, se planteó la siguiente hipótesis: El C1P protege al ovario en la FOP inducida por quimioterapia a través de la modulación de la función ovárica, la mejora de la dinámica folicular y la angiogénesis. Los objetivos específicos fueron: 1- Analizar el efecto in vivo intraovárico del esfingolípido C1P en ovarios provenientes del modelo de FOP inducida por quimioterapia desarrollado en ratón hembra adulto sobre: el desarrollo folicular, la astresis, la apoptosis ovárica, los niveles de esteroides sexuales, el desarrollo y estabilidad vascular del ovario, los mecanismos de transducción de señales, la funcionalidad ovocitaria y la fertilidad de la hembra; 2- Evaluar el efecto in vitro que produce el C1P sobre la viabilidad y la funcionalidad celular en una línea celular de macrófagos expuestos a quimioterapia. En cuanto al modelo de OHSS, el tratamiento local con PDGF-B disminuyó el % de estructuras quísticas, los niveles de progesterona sérica, la expresión de las enzimas esteroidogénicas P450scc y 3β-HSD, la proliferación de células luteales y la permeabilidad vascular ovárica comparado a las ratas OHSS sin tratar. Por otra parte, aumentó el área peri-endotelial en cuerpos lúteos y quistes luteales, así como la deposición de colágeno IV en las membranas basales. Todos estos efectos indican una disminución en la permeabilidad vascular y presencia de ascitis, las cuales representan una de las mayores complicaciones causadas por el OHSS. Al estudiar los FF de pacientes con riesgo a desarrollar OHSS, se observaron alteraciones en los perfiles lipoporteicos y en proteínas relacionadas con el metabolismo del colesterol, así como también alteraciones en las células peri-endoteliales (claves para la estabilidad vascular) al ser tratadas con FF de pacientes con riesgo de OHSS, respecto de FF de pacientes control. Respecto al modelo de FOP inducida por quimioterapia en roedor, observamos que la ciclofosfamida tuvo fuertes efectos gonadotóxicos sobre el ovario (disminución de folículos pequeños y aumento de folículos atrésicos, aumento de la apoptosis, pérdida de la reserva ovárica, alteraciones vasculares, hormonales y disminución en la fertilidad). Todos estos efectos fueron prevenidos, al menos de manera parcial, por la co-administración local de C1P junto con la quimioterapia. Además, la ciclofosfamida causó modificaciones en la morfología uterina, que fueron prevenidas por el co-tratamiento con C1P. Por último, se estudiaron los efectos citotóxicos in vitro en macrófagos generados por ciclofosfamida, siendo estas las células inmunes más relevantes del ovario. C1P fue capaz de aumentar la viabilidad celular y la producción de citoquinas, y de deisminuir la apoptosis inducida por ciclofosfamida en este tipo celular. En conclusión, los resultados observados en el modelo de OHSS indican que el sistema de PDGF participaría activamente en el ovario, regulando la permeabilidad vascular y estableciendo una vasculatura funcional. En el futuro, en el ámbito clínico, este factor podría utilizarse como marcador predictivo y evitar el desarrollo del síndrome en las pacientes que comienzan un tratamiento de fertilización asistida. Por otra parte, los resultados obtenidos con el modelo de FOP inducida por quimioterapia sugieren que C1P es capaz de mejorar la dinámica folicular y de modular el desarrollo vascular en el ovario. Por lo tanto, C1P cumpliría un rol protector en el ovario, preservando la funcionalidad ovárica frente a la toxicidad causada por la quimioterapia. En el futuro, la administración de C1P podría implementarse como posible estrategia para proteger el ovario antes y/o durante el tratemiento antitumoral. De esta manera, aquellas pacientes que han padecido cáncer y están recuperadas tendrían mayor posibilidad de concebir un hijo.
Abstract:
The present work comprises two chapters in relation with two female reproductive pathologies with severe alterations in follicular dynamics and that are both iatrogenic (caused by medical treatments). Firstly, we addressed the implications of platelet derived growth factor B (PDGF-B) on the pathogenesis of the Ovarian Hyperstimulation Syndrome (OHSS). Secondly, we have studied the protective effect of sphingolipid ceramide-1-phosphate (C1P) on ovarian function in premature ovarian failure (POF) induced by chemotherapy gonadotoxicity. I) Ovarian Hyperstimulation Syndrome (OHSS) Ovarian hyperstimulation syndrome (OHSS) is an iatrogenic complication of ovulation induction and ovarian stimulation for assisted reproductive technology (ART) and is characterised by rapid fluid shifts from the intravascular compartment to the third space. Its prevalence is 5-10% of patients that undergo ART and it is potentially life-threatening condition in its severe form. Although the patho-physiology of the syndrome is not completely understood, and no specific therapy or prevention is available yet, it is known that vascular endothelial growth factor (VEGF) induces high permeability and, therebefore, the presence of ascites in these patients. In our laboratory, we have shown that VEGF inhibition decreases the severity of this syndrome in a rat OHSS model. However, in order to maintain a mature and functional vasculature, there are angiogenic systems that must collaborate with VEGF in a coordinate and complementary manner, such as the family of platelet derived growth factor (PDGF) and the family of sphingosine-1-phosphate. So far, no studies have demonstrated the participation of these systems in OHSS. Based on our background, the following hypothesis was proposed: a) Deregulation of PDGF and S1P systems is implicated in the OHSS pathogeny, therebefore affecting vascular stability and contributing to the excessive vascular permeability that lead to ascitis in OHSS. The specific objectives for this chapter were: 1. To study in a rat OHSS model the in vivo effect of recombinant PDGF-B on: follicular development, ovulation and corpora lutea formation; development, stability and permeability of ovarian vasculature; apoptosis and cell proliferation; sexual steroids and steroidogenic enzyme levels and cell signalling pathways implicated in OHSS. 2. To asses the transport of cholesterol and the composition of lipoproteins in human follicular fluids (hFF) from patients with high risk of developing OHSS and from control patients. 3. To evaluate the in vitro effect of the sphingolipid S1P in the presence of hFF from patients at risk of developing OHSS on a primary culture of vascular smooth muscle cells. II) Premature ovarian failure (POF) POF is a multicausal disorder defined by loss of ovarian activity before the age of 40 and it affects 1-2% of women under 40 years old. POF is characterised by menstrual disturbance (amenorrhea or oligomenorrhea) with raised gonadotropins and low estradiol and can be caused by a variety of factors including genetic, immune, infectious and/or iatrogenic factors, such as chemotherapy or radiotherapy. Certain cancer-directed therapies, such as cyclophosphamide and doxorubicin treatments, can cause accelerated loss of ovarian reserve and alterations to ovarian vasculature, leading to POF. It has been demonstrated that sphingolipids like ceramide, sphingosine and their phosphorylated forms, ceramide-1-phosphate and sphingosine-1-phosphate regulate essential cellular processes, such as cell proliferation, apoptosis, migration and angiogenesis. So far, no studies have evaluated the role of C1P in the ovary in pathological conditions, as is chemotherapy-induced POF. Therebefore, we postulated the following hypothesis: C1P protects ovaries from chemotherapy-induced POF by modulating ovarian function and improving follicular dynamics and angiogenesis. The specific objectives were: 1) To analyze the in vivo effect of intraovarian administration of C1P in ovaries from a cyclophosphamide-induced POF mice model on: follicular development, atresia, apoptosis, sexual hormone levels, ovarian vascular development and stability; oocyte quality and female fertiliy 2. To evaluate the in vitro effect of C1P in the presence og cyclophosphamide on a macrophage culture. As for the OHSS model, local treatment with PDGF-B decreased the percentage of cystic structures, serum progesterone levels, expression of steroid-producing enzymes, luteal proliferation and ovarian vascular permeability, which are all increased parameters in the OHSS rat model. Moreover, PDGF-B treatment increased ovarian peri-endothelial area and collagen IV deposition in vascular permeability, which would prevent ascites, one of the most severe complications in this syndrome. Studies on Hff from patients with high risk of developing OHSS revealed that lipoproteic profiles were altered,as well as the expression of proteins related to cholesterol metabolism. PDGF-B and PDGF-D, key ligands for vascular stability, were decreased in hFF from OHSS patients compared to control. Regarding the chemotherapy-induced POF model, cyclophosphamide had strong gonadotoxic effects on the ovary: decrease of follicles from early stages and increase of atretic follicles, loss of ovarian reserve, increased apoptosis, vascular alterations, FSH increase and estradiol decrease, and impaired fertility. All of these effects were at least partially prevented when C1P was co-administrated together with chemotherapy. Furthermore, cyclophosphamide modified uterine morphology, which was protected by C1P treatment. Lastly, we studied the cytotoxic effects of cyclophosphamide on macrophages, which are the most frequent and relevant immunce cells in the ovary. C1P was able to increase cell viability and cytokine production, whole decreasing apoptosis induced by cyclophosphamide. In conclusion, our results in the OHSS model indicate that the PDGF system is actively participating in the ovary, regulating vascular permeability. In the future, this factor could be used as a predictive marker and to avoid the onset of this syndrome in patients starting ART procedures. On the other hand, the results regarding the chemotherapy-induced POF model suggest that C1P is able to improve follicular dynamics, especially during the first stages of folliculogenesis, and to modulate ovarian vasculature. Therebefore, C1P would have a fertoprotective role in the ovary, preserving ovarian function against chemotherapy toxicity. In the future, C1P administration could be implemented as a possible strategy to protect ovaries before or during anti-tumoral treatments, helping women who have recovered from cancer to increase their possibilities to conceive a child.
Citación:
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Pascuali, Natalia Marisa. (2018). Implicancias del factor de crecimiento derivado de plaquetas B y del esfingolípido ceramida-1-fosfato en patologías reproductivas femeninas con alteraciones severas en la dinámica folicular. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6342_Pascuali
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Pascuali, Natalia Marisa. "Implicancias del factor de crecimiento derivado de plaquetas B y del esfingolípido ceramida-1-fosfato en patologías reproductivas femeninas con alteraciones severas en la dinámica folicular". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2018.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6342_Pascuali
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