Régulation de la biosynthèse des estrogènes par la sérotonine dans le trophoblaste humain : effets des antidépresseurs inhibiteurs de la recapture de la sérotonine

Hudon-Thibeault, Andrée-Anne (2019). Régulation de la biosynthèse des estrogènes par la sérotonine dans le trophoblaste humain : effets des antidépresseurs inhibiteurs de la recapture de la sérotonine Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en biologie, 256 p.

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Résumé

La dépression affecte jusqu'à 20% des femmes enceintes et les principaux traitements pharmacologiques agissent sur le transporteur de la sérotonine (ISRS; inhibiteurs sélectifs de la recapture de la sérotonine). Il a été démontré que l'enzyme de synthèse des estrogènes, aromatase (cytochrome P450 19; CYP19), est régulée par la sérotonine dans une lignée cellulaire de choriocarcinome humain (BeWo). Par contre, cet effet n’a pas été confirmé dans des primocultures de trophoblastes villeux et le potentiel de perturbation endocrinienne des ISRS n’a jamais été étudié. Les hypothèses de recherche de ce projet doctoral sont (1) que la sérotonine stimule la production des estrogènes par le CYP19 dans le placenta humain et (2) que les ISRS altèrent la régulation du CYP19 ainsi que la synthèse des estrogènes par l’unité foeto-placentaire. Les objectifs spécifiques sont de 1) développer une co-culture de lignées cellulaires de trophoblastes villeux et de surrénales foetale pour évaluer la stéroïdogenèse foetoplacentaire; 2) caractériser le CYP19 pendant la syncytialisation des primocultures de trophoblastes villeux in vitro; 3) déterminer si la sérotonine, par le biais de l’activation de son récepteur 5-HT2A, régule l’activité du CYP19 dans les cellules trophoblastiques et, le cas échéant, déterminer le mécanisme d’action et 4) déterminer l'effet des ISRS sur l'activité du CYP19 et sur la production des estrogènes par la co-culture développée à l’objectif 2 et par les primocultures de trophoblastes villeux. La co-culture BeWo/H295R a été développée et caractérisée comme un modèle représentatif de la stéroïdogenèse foeto-placentaire en raison de sa production synergique de 17β-estradiol et d’estriol. Nous avons caractérisé que l’activité du CYP19 et le taux d’ARNm du CYP19A1 augmente jusqu’à 48 h au cours de la différenciation des primocultures de trophoblaste villeux in vitro. Lorsque traités avec de la sérotonine ou avec du 2,5-dimethoxy-4-iodoamphetamine (DOI, agoniste du récepteur 5-HT2A), une augmentation de l’activité du CYP19 est observée, mais le mode d’action est différent de celui des cellules BeWo. Dans la co-culture BeWo/H295R, la fluoxétine n’affecte pas la production d’estrogènes, alors que la norfluoxétine réduit la production d’estrone et de 17β-estradiol. Ces résultats nous ont mené à comparer les effets de différents ISRS sur le CYP19. Dans les cellules BeWo, l’activité du CYP19 est augmentée par la fluoxétine, la paroxétine, la sertraline, alors qu’elle est diminuée par la norfluoxétine. Dans les primocultures de trophoblastes villeux, la paroxétine, venlafaxine, sertraline et fluoxétine diminuent l’activité du CYP19. Nos résultats mettent en exergue les différences entre les ISRS ainsi que les différences entre la lignée cellulaire BeWo et les primocultures de trophoblastes villeux. Dans une revue de littérature, nous avons également montré que les systèmes de la sérotonine et des estrogènes interagissent ensemble dans le contexte de différentes pathologies et que ces interactions sont particulièrement importantes pendant la grossesse puisque le placenta exprime les composantes de ces deux systèmes. Ainsi, ce projet permet de mieux comprendre l’interaction sérotonine-estrogène dans le placenta humain, et ouvre la porte vers l’étude des mécanismes d’action impliqués dans les altérations du développement foetal et placentaire associés avec la dépression et/ou les antidépresseurs.

Depression affects up to 20 % of pregnant women and the main pharmacological treatment target the serotonin system, especially by inhibiting the serotonin transporter (SSRI; selective serotonin reuptake inhibitors). It was shown that the estrogen synthesis enzyme, aromatase (cytochrome P450 19; CYP19), is regulated by serotonin in a human choriocarcinoma cell line (BeWo). However, the effect of serotonin on estrogen synthesis has not been confirmed in primary culture of villous trophoblast and the potential endocrine disruption by SSRI is not known. Research hypotheses of this doctoral project are (1) that serotonin stimulates estrogen production by CYP19 in the human placenta and (2) that SSRIs alter this CYP19 regulation as well as estrogen synthesis by the feto-placental unit. Our specific objectives are to 1) develop a co-culture of villous trophoblast and fetal adrenocortical cell lines to evaluate feto-placental steroidogenesis; 2) characterize CYP19 during syncytialization of primary culture of villous trophoblast in vitro; 3) determine if serotonin, via its receptor 5-HT2A, regulates CYP19 activity in trophoblast cell lines and, if so, determine the mechanism of action and 4) determine the effects of SSRIs on CYP19 activity and on estrogen production by the co-culture developed in objective 2 and by primary culture of villous trophoblasts. We have developed and characterized the BeWo/H295R co-culture as a representative model of feto-placental steroidogenesis because of its synergistic 17β-estradiol and estriol production. We have also characterized that activity of CYP19 and mRNA level of CYP19A1 increased until 48 h during in vitro differentiation of primary culture of villous trophoblasts. When treated with serotonin or with 2,5-dimethoxy-4- iodoamphetamine (DOI, 5-HT2A receptor agonist), an increase of CYP19 activity is observed, but the mode of action is different than in BeWo cell line. In the BeWo/H295R co-culture, fluoxetine does not affect estrogen production, while norfluoxetine reduces estrone and 17β-estradiol production. These results led us to compare the effects of different SSRIs on CYP19. In BeWo cells, CYP19 activity in increased by fluoxetine, paroxetine, sertraline, while it is decreased by norfluoxetine. In primary culture of villous trophoblast, paroxetine, venlafaxine, sertraline and fluoxetine decrease CYP19 activity. Our results highlight the differences between SSRIs and between the BeWo cell line and primary culture of villous trophoblast. In a literature review, we also showed that serotonin and estrogen systems interact together in the context of different pathologies and that these interactions are especially relevant during pregnancy, where placenta expresses the components of those two systems. Overall, this project allows a better understanding of the serotonin-estrogen interaction in the human placenta, and leads to further study the mechanisms of action involved in fetal and placental development alteration associated with depression and/or antidepressants.

Type de document:	Thèse Thèse
Directeur de mémoire/thèse:	Vaillancourt, Cathy
Co-directeurs de mémoire/thèse:	Sanderson, J. Thomas
Mots-clés libres:	Co-culture; stéroïdogenèse; unité foeto-placentaire; sérotonine; estrogènes; antidépresseurs; inhibiteurs sélectifs de la recapture de la sérotonine (ISRS); dépression; trophoblaste; placenta; grossesse; steroidogenesis; feto-placental unit; serotonin; estrogens; antidepressants; selective serotonin reuptake inhibitors (SSRI); trophoblast; pregnancy
Centre:	Centre INRS-Institut Armand Frappier
Date de dépôt:	09 juill. 2024 15:30
Dernière modification:	09 juill. 2024 15:30
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/15815

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