Extracellular vesicles in the human maternal-embryo crosstalk during the preconception period

Resumen

ANTECEDENTES: nuestro grupo demostró que el endometrio humano secreta exosomas (EXOs) al líquido endometrial (LE) con un contenido en miRNAs específico que puede ser internalizado por el embrión para favorecer la adhesión embrionaria. OBJETIVOS: definir y caracterizar los diferentes tipos de vesículas extracelulares (VEs) secretados por el endometrio humano al LE y estudiar su contenido en DNA, determinar si es internalizado por el embrión y si afecta a su regulación energética. MATERIALES Y MÉTODOS: El aislamiento de las VEs del LE se realizó mediante centrifugación diferencial. Se estudió su morfología, marcadores moleculares, tamaño y concentración a lo largo del ciclo menstrual. Su contenido en DNA se caracterizó mediante secuenciación de VEs en fase proliferativa (n = 4) y receptiva (n = 10). Las VEs se trataron con DNasa para eliminar el DNA externo. Se investigó la transferencia del DNA al embrión mediante marcaje con 5-etinil-2'-desoxiuridina y microscopía confocal. Finalmente, se estudio la capacidad de las VEs para modular el contenido en ATP de los embriones (n = 250) y su potencial de membrana mitocondrial (JC-1). RESULTADOS: se demostró la existencia de diferentes poblaciones de VEs en el LE humano, i.e: cuerpos apoptóticos (CAPs), microvesículas (MVs) y EXOs, con tamaños, morfología y marcadores moleculares específicos, y concentración invariable a lo largo del ciclo menstrual. Todas las VEs del LE en receptividad se encontraron enriquecidas en GSTT1, involucrado en detoxificación de especies reactivas del oxígeno. Además, las MVs mostraron enriquecimiento en DNA mitocondrial incluyendo sus 13 genes codificantes y sitios de unión de factores de transcripción (SUFT), para factores de transcripción (SRF, GABP, E2F4, TR4, FOXA2, FOXA1, CTCF, GATA2, PAX5) implicados en biogénesis mitocondrial, síntesis de ATP, protección contra el estrés oxidativo y desarrollo de linajes celulares embrionarios. Se observó que las VEs, especialmente CAPs y MVs, eran capaces de transferir DNA al trofoblasto embrionario, mientras que no se observó transferencia en la fracción libre de vesículas del LE. Finalmente, el estímulo de embriones con EXOs redujo sus niveles de ATP, sin afectar al potencial de membrana mitocondrial, pero reduciendo la concentración total de JC-1. CONCLUSIONES: el LE humano contiene diferentes poblaciones de VEs con fenotipo específico y enriquecimiento en secuencias génicas y SUFT en función del momento del ciclo y del tipo de vesícula, destacando las MVs por su contenido en DNA mitocondrial. Dichas secuencias podrían tener funciones en el control de la fisiología mitocondrial y protección frente al estrés oxidativo; y la transmisión de DNA en VEs fue demostrada en el trofectodermo. Los EXOs disminuyen los niveles de ATP embrionario, posiblemente a través de la reducción de la masa mitocondrial. Por ello, nuestros resultados sugieren un papel cooperativo de las VEs secretadas al LE humano como moduladores de la energética embrionaria.