Investigation of the myofibroblast layer separating the placenta from its bed

Krasnyi A.M., Savilova A.M., Tetruashvili N.K., Sukhikh G.T.

Academician V.I. Kulakov Research Center of Obstetrics, Gynecology, and Perinatology, Ministry of Health of Russia, Moscow
Objective. To examine the maternal placental cytotrophoblast layer and to reveal the contractile capacities of its cells.
Subjects and methods. Three placentas from 25-30-year-old women with uncomplicated pregnancy and labor were examined. Fluorescent immunohistochemical staining of the maternal placenta was carried out. Anti-cytokeratin 7 and anti-alpha smooth muscle actin antibodies were used.
Results. The apical surface of the placenta was shown to be covered with the myofibroblast network limiting the cytotrophoblast layer.
Conclusion. The competence and activity of the myofibroblast network located in the apical portion of the cytotrophoblast layer can determine the normal separation of the placenta from the uterus during labor.

Процессы формирования трофобласта продолжают активно изучаться в связи с обусловленностью многих акушерских осложнений избыточной или недостаточной его инвазией. В момент внедрения в слизистую оболочку матки трофобласт дифференцируется на клетки двух типов: внутренний слой клеток (цитотрофобласт) и внешний (синцитиотрофобласт). Пространства в синцитиотрофобласте появляются на девятый день развития плаценты, в дальнейшем формируются ворсины хориона, которые обильно снабжаются кровеносными сосудами. Некоторые спиральные артерии матки, эрозируемые вторгшимся в них трофобластом, открываются непосредственно в межворсинчатые лакуны, и таким образом материнская кровь вступает в прямой контакт с клетками плаценты. Синцитиотрофобласт – поверхностный слой трофобласта представляет собой симпласт с гигантскими и фрагментированными ядрами, функция которых состоит во всасывании питательных веществ из крови матери и выработке гистолитических ферментов, способствующих внедрению ворсин хориона в ткани матки. В случае недостаточной инвазии трофобласта возможно формирование первичной плацентарной недостаточности, ранних самопроизвольных потерь беременности, антенатальной гибели плода, задержки роста плода, преэклампсии. Отслойка плаценты во втором и третьем триместрах беременности может привести к значительной кровопотере, прерыванию беременности, гибели плода. При избыточной инвазии, напротив, может сформироваться плотное прикрепление или врастание плаценты в миометрий. В случае врастания плаценты сосудистые ворсины соприкасаются непосредственно с миометрием матки. При этом базальный слой и, соответственно, оболочка цитотрофобласта отсутствует [1].

Инвазия анкерных ворсин плаценты в децидуальную часть матки, а также проникновение клеток цитотрофобласта в материнские сосуды с последующей их ремодуляцией являются необходимыми для надежного прикрепления плаценты к матке и развития плода [2–4]. В процессе рождения происходит отделение плаценты от матки. При этом в плацентарном ложе матки помимо децидуальной ткани, образованной эндометрием, присутствуют анкерные ворсины и вневорсинчатый сосудистый цитотрофобласт. С материнской стороны отделившейся плаценты оказывается оболочка цитотрофобласта, что позволяет сделать предположение о ключевой роли этой оболочки в процессе отделения плаценты от материнского ложа. Таким образом, исследования особенностей строения и механизмов формирования оболочки цитотрофобласта необходимы для понимания процесса отделения плаценты от матки. Для этого было изучено присутствие в зоне контакта клеток, способных к сокращению. Маркером таких клеток является α-гладкомышечный актин. Трофобласты были определены с помощью антител против цитокератина 7.

Материал и методы исследования

Объект исследования. Для исследования были взяты семь плацент от женщин возраста 25–30 лет, беременность и роды которых протекали без осложнений. С материнской стороны каждой плаценты были взяты по два фрагмента оболочки цитотрофобласта с прилегающими к нему ворсинами хориона. Все пациенты дали информированное согласие на проведение исследования.

Приготовление срезов. Ткань плаценты фиксировали в течение 24 ч в 4% параформальдегиде при температуре 4оС. Затем без отмывания переносили в 30% сахарозу еще на 24 ч при температуре 4оС. Замораживали при использовании «O.C.T. Компаунд» (Sakura, USA). Срезы готовили толщиной 12 мкм.

Антитела. В работе были использованы антитела против цитокератина 7 Е18001 (Spring Bioscience, USA) без разведения и α-гладкомышечного актина b7817 Abcam, UK) в разведении 1/100. Вто­ричные антитела Chromeo 488 ab60313 (Abcam, UK), Chromeo 46 b60317 Abcam, UK) в разведении /1000.

Иммуногистохимическое окрашивание срезов. Срезы промывали раствором PBS, после чего пермеабилизировали в растворе, содержащем 0,05% Tween 20 и 0,5% Triton X-100, в течение 1 ч. Далее промывали в PBS и переносили в блокирующий раствор, содержащий 0,05% Tween 20 и 4% BSA, на 30 мин. Антитела первичные и вторичные разводили блокирующим раствором. Срезы в первичных антителах инкубировали 1 ч при температуре 37оС во вторичных 1 ч при комнатной температуре. Готовые препараты заключали в среду VECTASHIELD c DAPI (Vector Laboratories, USA).

Результаты исследования

Проведено иммуногистохимическое исследование клеток слоя оболочки цитотрофобласта материнской стороны плаценты. Клетки цитотрофоблата идентифицировали как цитокератин 7 положительные [5]. 
На рис. 1 (см. на вклейке) видно, что оболочка цитотрофобласта представляет собой плотный слой экстрацеллюлярного матрикса с расположенным в этом слое клетками, неоднородными по составу. Ниже наблюдается рыхлая ворсинчатая часть хориона. Большую часть клеток оболочки составляют цитокератин 7 положительные цитотрофобласты (красный цвет на рис. , 2, см. на вклейке). Эти клетки в основном разрозненные и не имеют плотных контактов между собой. В препаратах также обнаруживаются клетки, несущие α-гладкомышечный актин (зеленый цвет на рис. , , см. на вклейке). Эти клетки образуют стенки сосудов в хорионе и оболочке цитотрофобласта (рис. , см. на вклейке) и, что представляет существенный интерес, образуют тонкий слой в апикальной части материнской стороны плаценты (отмечен белой стрелкой на рис. 1, см. на вклейке). Чтобы оценить структуру этого слоя, были сделаны продольные срезы оболочки цитоторфобласта (рис. 2, 
см. на вклейке). На рисунке видно, что плацента покрыта сетью одиночных фибробластоподобных клеток, окрашивающихся на α-гладкомышечный актин, называемых миофибробластами 6]. Клетки не имеют определенной направленности и присутст­вуют с неоднородной плотностью.

Обсуждение

При рождении оболочка цитотрофобласта оказывается на поверхности плаценты. В данной работе проведено иммуногистохимичекое исследование с целью охарактеризовать эту оболочку как специализированный отдел плаценты, определяющий нормальное отделение плаценты от плацентарного ложа. Было установлено, что в апикальной части оболочки цитотрофобласта присутствует тонкий слой, сформированный сетью миофибробластов. Эти данные позволяют сделать предположение, что сокращения данной сети, расположенной между материнской и плодной части плаценты, являются причиной отделения плаценты от плацентарного ложа в третьем периоде родов. О слое миофибробластов в данной зоне есть единичные упоминания в литературных источниках. Так, описано, что соединительная ткань эндометрия (на месте плаценты) регенерирует за счет деятельности миофибробластов после родов. В другом исследовании авторы указывают, что в межкапиллярной строме терминальных ворсинок имеются как фибробласты, так и макрофаги, но отсутствуют миофибробласты [7]. В данном исследовании рассмотрены контрактильные возможности оболочки цитотрофобласта. Сократительная активность миофибробластов зависит от действия на них различных гормонов, цитокинов, биологически активных веществ. Некоторые из них продуцируют цитотрофобласты и децидуальные клетки базальной пластины. В частности цитотрофоблаты могут синтезировать β-эндорфин, эстроген, прогестерон [8]. 
β-эндорфин может влиять на силу сокращения [9], а эстрогены и прогестерон регулируют синтез гладкомышечными клетками различных адренергических рецепторов, отвечающих либо за расслабление, либо за сокращение [10]. Децидуальные клетки также синтезируют расслабляющий фермент релаксин [11]. 
Таким образом, отделение плаценты от матки может являться процессом, зависимым от гормонов, медиаторов, других биологически активных веществ. Полученные данные позволяют дополнить наши представления о патогенетическом механизме отслойки нормально расположенной плаценты и формировании избыточной или недостаточной инвазии трофобласта.

Требуются дальнейшие исследования для уточнения роли слоя миофибробластов, отделяющих плаценту от плацентарного ложа, в реализации различной акушерской патологии.

References

1. Otellin V.A., Pavlova I.G., Korzhevskiy D.E., Neokesariyskiy A.A., Starorusskaya A.N. Organization and cytochemical features of human placental barrier structures. Morfologiya. 2006; 3: 63-4. (In Russian)
2. Blaschitz A., Weiss U., Dohr G., Desoye G. Antibody reaction patterns in first trimester placenta: implications for trophoblast isolation and purity screening. Placenta. 2000; 21(7): 733-41.
3. Pollheimer J., Knöfler M. The role of the invasive, placental trophoblast in human pregnancy. Wien. Med. Wochenschr. 2012; 162(9-10): 187-90.
4. Knöfler M., Pollheimer J. IFPA Award in Placentology lecture: molecular regulation of human trophoblast invasion. Placenta. 2012; 33(Suppl.): S55-62.
5. Caniggia I., Mostachfi H., Winter J., Gassmann M., Lye S.J., Kuliszewski M. et al. Hypoxia-inducible factor-1 mediates the biological effects of oxygen on human trophoblast differentiation through TGFbeta(3). J. Clin. Invest. 2000; 105: 577-87.
6. Lowe T.W., Cunningham F.G. Placental abruption. Clin. Obstet. Gynecol. 1990; 33: 406-13.
7. Tseng J.J., Chou M.M., Hsieh Y.T., Wen M.C., Ho E.S., Hsu S.L. Differential expression of vascular endothelial growth factor, placenta growth factor and their receptors in placentae from pregnancies complicated by placenta accreta. Placenta. 2006; 27(1): 70-8.
8. Gabbiani G. Evolution and clinical implications of the myofibroblast concept. Cardiovasc. Res. 1998; 38(3): 545-8.
9. Zhuang L.Z., Li R.H. Study on reproductive endocrinology of human placenta (II)-Hormone secreting activity of cytotrophoblast cells. Sci. China B. 1991; 34(9): 1092-7.
10. Van Oosterhout A.J., Celeda L., de Wied D., Nijkamp F.P. Beta-endorphin modulates anaphylactic contractions of tracheae isolated from actively sensitized guinea pigs. Agents Actions. 1990; 30(1-2): 89-91.
11. Valencia-Hernández I., Reyes-Ramírez J.A., Urquiza-Marín H., Nateras-Marín B., Villegas-Bedolla J.C., Godínez-Hernández D. The effects of 17β-oestradiol on increased α(1)-adrenergic vascular reactivity induced by prolonged ovarian hormone deprivation: the role of voltage-dependent L-type Ca channels. Pharmacology. 2012; 90(5-6): 316-23.
12. Failli P., Nistri S., Mazzetti L., Chiappini L., Bani D. Effects of relaxin on vascular smooth muscle and endothelial cells in normotensive and hypertensive rats. Ann. N. Y. Acad. Sci. 2005; 1041: 311-3.

About the Authors

Krasnyi Aleksey M., PhD, Head. Laboratory of Cytology FGBU NTsAGiP them. Academician VI Kulakov. 117997, Russia, Moscow, Ac. Oparina str. 4. Tel.: +74954384951. E-mail: a_krasnyi@oparina4.ru
Savilova Anastasia M., PhD, Head. Laboratory of Cell Technology FGBU NTsAGiP them. Academician VI Kulakov. 117997, Russia, Moscow, Ac. Oparina str. 4. Tel.: +74954384951. E-mail: a_savilova@oparina4.ru
By continuing to use our site, you consent to the processing of cookies that ensure the proper functioning of the site.