Συγκριτική μελέτη της έκφρασης γονιδίων που σχετίζονται με την πολυδυναμικότητα των βλαστικών κυττάρων σε μεσεγχυματικά κύτταρα προερχόμενα απο ομφαλίδες φυσιολογικών και παθολογικών εμβρύων με υπολειπόμενη ενδομήτρια ανάπτυξη (Ιntra-Uterine growth restriction, IUGR): συσχέτιση με κλινικές, υπερηχογραφικές και βιοχημικές παραμέτρους των κυήσεων και επιγενετικός έλεγχος

Abstract

Background and Objectives: Intrauterine growth restriction (IUGR) is worldwide a public health problem. IUGR-born individuals acquire epigenetic “thrifty-phenotype” gene adaptations, according to the “Barker hypothesis” and are more susceptible to develop metabolic related diseases. Small for Gestational Age (SGA) fetuses consist of a transitional group between IUGR and normally grown fetuses (Appropriate for Gestational Age, AGA).Currently, there is limited information in the literature whether IUGR or SGA status affects the pluripotency of the Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cell (UC-MSC) with respect to gene expression at various stages of cell culture. Materials and Methods: In this study, we investigated stemness marker expression in UC-MSCs derived from twenty-one AGA, IUGR, and SGA fetuses. The relative expression of key genes involved in stemness, pluripotency, and cell proliferation, namely IGF2BP1, CMYC, GLI1, P21, NANOG, OCT4, and SOX2, was assessed in UC-MSCs at passages P0 and P1 using flow cytometry and quantitative PCR. Results: We found lower median expression levels of IGF2BP1 in IUGR group (P=0.044) and P21 in SGA group (P=0.024) at P0 compared to control group. GLI1 and OCT4 exhibited reduced expression at P1 in the IUGR group (P=0.0434 and P=0.0343 respectively) compared to AGA. NANOG median expression differed statistically between CONTROL and IUGR group in P0 (P=0.034) and P1 (P=0.0205). No significant changes were noted for SOX2 and CMYC median expression among the various groups in P0 and P1. Conclusion: The comparative analysis of stemness marker expression among UC-MSCs from these three different sources is a novel descriptive aspect of our study, adding a new perspective to the existing literature.

Εισαγωγή και σκοπός της μελέτης: Η υπολειπόμενη ενδομήτρια ανάπτυξη (Intrauterine growth restriction, IUGR) συνιστά ένα παγκόσμιο πρόβλημα υγείας. Τα άτομα που γεννιούνται με υπολειπόμενη ανάπτυξη αποκτούν με επιγενετικό τρόπο μια σειρά από γονιδιακές προσαρμογές "λιτού φαινοτύπου" σύμφωνα με την υπόθεση του Barker και είναι επιρρεπή να αναπτύξουν στη ζωή τους μια σειρά από μεταβολικά νοσήματα. Τα μικρά για την ηλικία κύησης έμβρυα (Small for Gestational Age, SGA) συνιστούν μια μεταβατική ομάδα ανάμεσα στα IUGR και στα έμβρυα με φυσιολογική ανάπτυξη (Appro-priate for Gestational Age, AGA). Στην παρούσα βιβλιογραφία υπάρχει περιορισμένη γνώση σχετικά με το εάν η IUGR ή SGA κατάσταση μπορεί να επηρεάσει την πλειοδυναμικότητα των μεσεγχυματικών βλαστικών κυττάρων προερχομένων από ομφαλίδες (Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cells, UC-MSCs) αναφορικά με την γονιδιακή έκφραση σε διάφορες καλλιεργητικές σειρές. Μέθοδοι και υλικό: Στην παρούσα μελέτη μελετήσαμε την έκφραση δεικτών πλειοδυναμικότητας σε UC-MSCs από συνολικά 21 AGA, IUGR, και SGA έμβρυα. Μελετήθηκε σε σειρές κυτταροκαλλιέργειών Ρ0 και Ρ1 η σχετική έκφραση των κρίσιμων γονιδιών IGF2BP1, CMYC, GLI1, P21, NANOG, OCT4, και SOX2 που εμπλέκονται στην πλειοδυναμικότητα, τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό και την διατήρηση του βλαστικού χαρακτήρα των UC-MSCs με τη χρήση κυτταρομετρίας ροής και qPCR. Αποτελέσματα: Βρέθηκαν μειωμένα επίπεδα έκφρασης της IGF2BP1 στην ομάδα IUGR (P=0.044) και της P21 στην ομάδα SGA (P=0.024) στην σειρά P0 σε σχέση με την ομάδα ελέγχου. Τα GLI1 και OCT4 παρουσιάσαν μικρότερη έκφραση στην ομάδα IUGR ως προς την ομάδα AGA στην σειρά Ρ1 (P=0.0434 και P=0.0343 αντίστοιχα). Η διάμεση έκφραση της NANOG διέφερε στατιστικά μεταξύ AGA και IUGR στην P0 (P=0.034) και P1 (P=0.0205). Δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές αλλαγές της μέσης έκφρασης των SOX2 και CMYC ανάμεσα στις διάφορες ομάδες στις σειρές Ρ0 και Ρ1. Συμπεράσματα: Η συγκριτική ανάλυση της έκφρασης γονιδιακών δεικτών πλειοδυναμικότητας και του βλαστικού χαρακτήρα UC-MSCs από τις προαναφερθείσες αναπτυξιακές ομάδες αποτελεί ένα καινοφανές περιγραφικό στοιχείο της παρούσης μελέτης που προσθέτει νέες προοπτικές στην υπάρχουσα βιβλιογραφία.