Durante el embarazo, el metabolismo materno se adapta para suministrar nutrientes que favorezcan el crecimiento y desarrollo fetal. La placenta, órgano temporal formado por células del feto y de la madre, actúa como intermediaria entre la madre y el feto y facilita el intercambio de nutrientes y oxígeno entre ambos. Conforme progresa el embarazo, el feto aumenta sus demandas de nutrientes para promover su crecimiento, lo que se opone, en cierto modo, a las necesidades maternas de mantener los nutrientes necesarios para su salud y prepararse para la lactancia y posibles posteriores embarazos.

A partir de estudios en ratones un equipo de la Universidad de Cambridge ha encontrado que IGF2, una señal endocrina similar a la insulina, modifica el metabolismo materno y distribución de recursos hacia el feto. Además, la señalización mediada por Igf2 participa en el desarrollo de diversos tejidos como la placenta, el hígado y el cerebro.  En un estudio previo, el equipo había identificado el papel de IGF2 en el desarrollo de la vasculatura de la placenta para adaptarse al crecimiento del embrión.

Un gen de expresión paterna

Interesantemente, IGF2 está codificada por un gen con impronta genómica, de forma que únicamente la copia paterna está activa en la placenta. “Si la función de Igf2 del padre es inactivada en las células señalizadoras, la madre no produce suficiente cantidad de glucosa y lípidos disponible para su circulación”, señala Jorge Lopez-Tello, Investigador en el Departamento de Fisiología, Desarrollo y Neurociencia, así como primer firmante del trabajo, publicado en Cell Metabolism. “Por lo tanto, estos nutrientes llegan al feto en cantidades insuficientes y el feto no crece adecuadamente”.

Los investigadores plantean que la expresión de Igf2 con impronta genética en la placenta puede haber evolucionado como una estrategia para movilizar nutrientes hacia el feto en crecimiento. En este contexto, Igf2 y placenta tienen un papel central en el conflicto materno-fetal por los recursos maternos.

Impacto a largo plazo de los defectos en Igf2

Los investigadores también han determinado que la reducción en la señalización mediada por Igf2 en la placenta tiene consecuencias metabólicas postnatales. Los ratones deficientes para Igf2 mostraron un crecimiento restringido e hipoglucémico, con efectos que se extendieron a la edad adulta.

“Nuestra investigación pone de relieve lo importante que es la distribución controlada de nutrientes hacia el feto para la salud de la descendencia a lo largo de toda su vida, y el papel directo que desempeña la placenta”, ha señalado Amanda Sferruzzi, catedrática en Fisiología Fetal y de la Placenta en la Universidad de Cambridge. “La placenta es un órgano asombroso. Al final del embarazo, la madre expulsa la placenta, pero los recuerdos de cómo estaba funcionando la placenta dejan un legado duradero en la forma en que se han desarrollado los órganos fetales y en cómo van a funcionar a lo largo de la vida”.

El siguiente paso de los investigadores será determinar con mayor detalle cómo Igf2 controla las hormonas de la placenta implicadas en regulación de nutrientes y crecimiento de los órganos e identificar la función exacta de estas hormonas.

Fuente: Genética Médica News

Referencia: Lopez-Tello J, et al. Fetal manipulation of maternal metabolism is a critical function of the imprinted Igf2 gene. Cell Metab. 2023 Jul 11;35(7):1195-1208.e6. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.cmet.2023.06.007

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1550413123002176?via%3Dihub

El feto recibe alimento a través de los vasos sanguíneos de la placenta, un órgano especializado que contiene células tanto del bebé como de la madre. A medida que este crece, su demanda nutricional es mayor.

Entre el 10 y el 15 % de los bebés presentan un bajo crecimiento en el vientre materno, a menudo debido a un menor desarrollo de la vasculatura de la placenta. En los seres humanos, estos vasos sanguíneos se expanden drásticamente entre la mitad y el final de la gestación, cuando alcanzan una longitud total de aproximadamente 320 kilómetros.

Los bebés demasiado grandes o pequeños tienen más probabilidades de sufrir o incluso morir al nacer, y tienen un mayor riesgo de desarrollar diabetes y problemas cardíacos en la edad adulta.

En un estudio publicado en Developmental Cell,  un equipo dirigido por científicos de la Universidad de Cambridge (Reino Unido) utilizó ratones modificados genéticamente para mostrar cómo el feto produce una señal que fomenta el crecimiento de los vasos sanguíneos dentro de la placenta. Esta señal también provoca modificaciones en otras células placentarias para permitir que más nutrientes de la madre lleguen al bebé.

“A medida que crece, el feto necesita el alimento de su madre; y unos vasos sanguíneos sanos en la placenta son esenciales para obtener la cantidad adecuada de nutrientes que necesita”, explica Ionel Sandovici, primer autor del trabajo.

“Hemos identificado una de las formas que utiliza el feto para comunicarse con la placenta y provocar la correcta expansión de estos vasos sanguíneos. Cuando esta comunicación se interrumpe, los vasos sanguíneos no se desarrollan adecuadamente y el bebé tendrá dificultades para obtener todo el alimento que necesita”, añade el investigador.

Hormona IGF2 y crecimiento del bebé

El equipo científico descubrió que el feto envía una señal conocida como IGF2 –una hormona peptídica que interviene en la regulación de la proliferación, el crecimiento, la migración, la diferenciación y la supervivencia de las células– que llega a la placenta a través del cordón umbilical.

En los seres humanos, los niveles de IGF2 aumentan progresivamente entre las 29 semanas de gestación y el término: un gran aporte de IGF2 se asocia a un crecimiento excesivo, mientras que una cantidad insuficiente de IGF2 se asocia a un crecimiento deficiente.

Los bebés demasiado grandes o demasiado pequeños tienen más probabilidades de sufrir o incluso morir al nacer, y tienen un mayor riesgo de desarrollar diabetes y problemas cardíacos en la edad adulta.

“Hace tiempo que sabemos que el IGF2 favorece el crecimiento de los órganos donde se produce. En este estudio, hemos demostrado que el IGF2 actúa como una hormona clásica: es producido por el feto, pasa a la sangre fetal y, a través del cordón umbilical, a la placenta, donde actúa”, añade el científico.

Batalla de sexos en el genoma

En ratones, la respuesta al IGF2 en los vasos sanguíneos de la placenta está mediada por otra proteína, llamada IGF2R. Los dos genes que producen el IGF2 y el IGF2R son genes improntados, es decir, que se expresan de un modo específico según el sexo del progenitor. En este caso, solo la copia del gen IGF2 heredada del padre y la de IGF2R heredada de la madre están activas.

“Una teoría sobre los genes improntados es que los genes expresados por el padre son ‘codiciosos y egoístas’. Quieren extraer el máximo de recursos posibles de la madre. Pero los genes expresados por la madre actúan de contrapeso para equilibrar estas demandas”, revela Miguel Constância, coautor del estudio.

“El gen del padre estimula las necesidades del feto de vasos sanguíneos más grandes y más nutrientes, mientras que el gen de la madre en la placenta intenta controlar la cantidad de alimento que proporciona. Hay un tira y afloja, una batalla de sexos a escala del genoma”, subraya el experto.

El equipo afirma que sus hallazgos permitirán comprender mejor cómo se comunican entre sí el bebé, la placenta y la madre durante el embarazo. Esto, a su vez, podría conducir a formas de medir los niveles de IGF2 en el feto y encontrar maneras de utilizar medicamentos para normalizar dichos niveles o promover el desarrollo normal de la vasculatura placentaria.

 enero 16/2022 (SINC)

Referencia:

Sandovici et al. “The Imprinted Igf2-Igf2r Axis is Critical for Matching Placental Microvasculature Expansion to Fetal Growth”. Developmental Cell; 10 Jan 2022: DOI: 10.1016/j.devcel.2021.12.005