RU2763837C1 - Method for immunopathological placental insufficiency simulation - Google Patents

Method for immunopathological placental insufficiency simulation Download PDF

Info

Publication number
RU2763837C1
RU2763837C1 RU2021120134A RU2021120134A RU2763837C1 RU 2763837 C1 RU2763837 C1 RU 2763837C1 RU 2021120134 A RU2021120134 A RU 2021120134A RU 2021120134 A RU2021120134 A RU 2021120134A RU 2763837 C1 RU2763837 C1 RU 2763837C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
antibodies
placental
immunopathological
injected
pregnancy
Prior art date
Application number
RU2021120134A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Елена Сергеевна Бородина
Мириам Бланк
Леонид Павлович Чурилов
Юрий Острински
Ляиля Харрясовна Джемлиханова
Гулрухсор Хайбуллоевна Толибова
Татьяна Георгиевна Траль
Дарико Александровна Ниаури
Игорь Юрьевич Коган
Александр Мкртичевич Гзгзян
Иегуда Юлиус Шенфельд
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии имени. Д.О. Отта"
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии имени. Д.О. Отта", федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии имени. Д.О. Отта"
Priority to RU2021120134A priority Critical patent/RU2763837C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2763837C1 publication Critical patent/RU2763837C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/28Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: experimental medicine.
SUBSTANCE: invention relates to experimental medicine in the field of obstetrics-gynecology, reproductive medicine, immunology, histology. A method for modeling immunopathological placental insufficiency is that IgG antibodies isolated from anti-TPO-positive blood sera with a titer of more than 1000 units are injected into outbred ICR mice, obtained from patients with diagnosed autoimmune thyroiditis who have fetal loss and a history of miscarriage. The introduction of IgG is carried out intravenously into the tail vein on the 4th day of pregnancy at a dose of 100 mcg/mouse, while an adequate model of immunopathological placental insufficiency with morphological signs of placental damage associated with antibodies is obtained on the 16th day of pregnancy.
EFFECT: invention provides a direct damaging effect of the injected antibodies on the morphogenesis of the placenta, the absence of a direct damaging effect of the injected antibodies on the target organ - the thyroid gland, minimizes the systemic immune response, has a high reliability of extrapolation to the human population, is affordable and reproducible.
1 cl, 10 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к экспериментальной медицине, а именно к способам моделирования, и может быть использовано для моделирования иммунопатологической плацентарной недостаточности. Предназначено для акушеров-гинекологов, репродуктологов, иммунологов, гистологов с целью изучения особенностей морфогенеза плаценты и исхода беременности для плода в присутствии аутоантител, исследования механизмов, лежащих в основе повторных репродуктивных потерь у пациенток с аутоиммунными заболеваниями.The invention relates to experimental medicine, namely to modeling methods, and can be used to model immunopathological placental insufficiency. It is intended for obstetricians-gynecologists, reproductologists, immunologists, histologists to study the features of placental morphogenesis and pregnancy outcome for the fetus in the presence of autoantibodies, to study the mechanisms underlying repeated reproductive losses in patients with autoimmune diseases.

В настоящее время процент репродуктивных потерь, обусловленных нераспознанными факторами, не имеет тенденции к снижению и превышает 30%. По мнению большинства исследователей, в основе патогенеза этих репродуктивных потерь лежит повреждение плацентарной ткани, обусловленное иммунологическими нарушениями. Именно иммунологический конфликт рассматривается в качестве ключевого фактора повреждения плацентарной ткани, в том числе и у женщин с аутоиммунными заболеваниями. Таким образом, особый интерес представляет изучение особенности морфогенеза плаценты и исход беременности для плода в присутствии аутоантител.Currently, the percentage of reproductive losses due to unrecognized factors does not tend to decrease and exceeds 30%. According to most researchers, the basis of the pathogenesis of these reproductive losses is damage to the placental tissue caused by immunological disorders. It is the immunological conflict that is considered as a key factor in damage to placental tissue, including in women with autoimmune diseases. Thus, of particular interest is the study of the features of placental morphogenesis and the outcome of pregnancy for the fetus in the presence of autoantibodies.

Взаимосвязь аутоиммунных заболеваний (АИТ - аутоиммунный тиреоидит, СКВ - системная красная волчанка, АФС-антифосфолипидный синдром) с репродуктивными неудачами подтверждена многочисленными исследованиями, однако, вопрос о возможном прямом влиянии аутоантител продолжает оставаться предметом дискуссий. Сторонники сложившейся принципиальной позиции рассматривают аутоантитела в качестве маркеров и критериев иммунных нарушений на уровне органов и тканей, а репродуктивные потери расценивают как результат влияния системных нарушений в организме, ассоциированных с основным аутоиммунным заболеванием. Однако, в последнее время появляется все больше свидетельств в пользу возможного прямого влияния аутоантител на органы репродуктивной системы. Так, опубликованы метаанализы, показавшие, что наличие антител к тиреоидной пероксидазе (ТПО), даже при неизмененной функции щитовидной железы, является независимым фактором риска повышения процента невынашивания и преждевременных родов [Dhillon-Smith RK, Coomarasamy А. ТРО antibody positivity and adversepregnancy out comes. Best Pract Res ClinEndocrinolMetab. 2020 Jul; 34(4):101433. doi: 10.1016/j.beem.2020.101433. Epub 2020 Jun 18. PMID: 32883611.; Chen L, Hu R. Thyroid autoimmunity and miscarriage: a meta-analysis. ClinEndocrinol (Oxf). 2011 Apr; 74(4):513-9. doi: 10.1111/j.l365-2265.2010.03974.x. PMID: 21198746].The relationship of autoimmune diseases (AIT - autoimmune thyroiditis, SLE - systemic lupus erythematosus, APS-antiphospholipid syndrome) with reproductive failures has been confirmed by numerous studies, however, the question of the possible direct effect of autoantibodies continues to be the subject of discussion. Supporters of the established principled position consider autoantibodies as markers and criteria for immune disorders at the level of organs and tissues, and reproductive losses are regarded as the result of the influence of systemic disorders in the body associated with the underlying autoimmune disease. However, recently there is more and more evidence in favor of the possible direct effect of autoantibodies on the organs of the reproductive system. Thus, meta-analyses have been published showing that the presence of antibodies to thyroid peroxidase (TPO), even with unchanged thyroid function, is an independent risk factor for an increase in the percentage of miscarriage and preterm birth [Dhillon-Smith RK, Coomarasamy A. TPO antibody positivity and adversepregnancy out comes . Best Pract Res ClinEndocrinolMetab. 2020 Jul; 34(4):101433. doi: 10.1016/j.beem.2020.101433. Epub 2020 Jun 18. PMID: 32883611.; Chen L, Hu R. Thyroid autoimmunity and miscarriage: a meta-analysis. ClinEndocrinol (Oxf). 2011 Apr; 74(4):513-9. doi: 10.1111/j.l365-2265.2010.03974.x. PMID: 21198746].

Для изучения профилактических и терапевтических мер разработано множество экспериментальных моделей на животных, что обусловлено невозможностью проведения таких исследований на человеке по этическим причинам. Одним из наиболее распространенных видов экспериментальных животных в данной области являются мыши. Это обусловлено сходством организации плацент мыши и человека, а также высокой плодовитостью и коротким сроком гестации мышей. Так, плацента человека относится к гемохориальным ворсинчатым, где увеличение площади контакта трофобласта с кровью матери достигается за счет многократного ветвления ворсин хориона, а плацента мыши - к гемохориальным лабиринтным, где увеличение контакта трофобласта с кровью матери достигается благодаря формированию сложного лабиринта каналов.Many experimental animal models have been developed to study preventive and therapeutic measures, due to the impossibility of conducting such studies in humans for ethical reasons. One of the most common types of experimental animals in this area are mice. This is due to the similarity in the organization of mouse and human placentas, as well as the high fecundity and short gestation period of mice. Thus, the human placenta belongs to hemochorial villous, where an increase in the contact area of the trophoblast with the mother's blood is achieved due to the multiple branching of the chorionic villi, and the mouse placenta belongs to the hemochorial labyrinth, where an increase in the contact of the trophoblast with the mother's blood is achieved due to the formation of a complex labyrinth of channels.

Существующие модели плацентарной недостаточности включают в себя широкий спектр различных повреждающих факторов: от перевязки маточных сосудов до использования векторных систем для доставки генов в трофоэктодерму.Existing models of placental insufficiency include a wide range of different damaging factors: from uterine vessel ligation to the use of vector systems for gene delivery to the trophectoderm.

Наиболее близкие к имеющимся в организме пациентки с аутоиммунным заболеванием условия создаются в моделях с использованием генетических или иммунологических повреждающих факторов.The conditions closest to those in the body of a patient with an autoimmune disease are created in models using genetic or immunological damaging factors.

Известен способ моделирования иммунопатологической плацентарной недостаточности (повреждения плаценты) с использованием линии мышей ВРН/5, которая является инбредной сублинией, полученной в результате многочисленных близкородственных скрещиваний известной линии мышей ВРН/2, отличающейся повышенным артериальным давлением (патент US 2004133929 A1). Данная линия экспериментальных животных демонстрирует умеренно повышенное артериальное давление до беременности и спонтанное развитие гестационной гипертензии, протеинурии, почечного гломерулосклероза и эндотелиальной дисфункции.A known method for modeling immunopathological placental insufficiency (placental injury) using the BPH/5 mouse line, which is an inbred subline obtained as a result of numerous closely related crossings of the known BPH/2 mouse line, characterized by high blood pressure (patent US 2004133929 A1). This line of experimental animals demonstrates moderately elevated blood pressure before pregnancy and the spontaneous development of gestational hypertension, proteinuria, renal glomerulosclerosis, and endothelial dysfunction.

Очевидно, что любая инбредная линия имеет иммунологические нарушения, однако, наличие у данных животных генетически детерминированной предрасположенности к гипертензии затрудняет экстраполяцию данных на пациенток.Obviously, any inbred line has immunological disorders, however, the presence of a genetically determined predisposition to hypertension in these animals makes it difficult to extrapolate data to patients.

Известен способ моделирования иммунопатологической плацентарной недостаточности путем скрещивания самок линии CBA/J и самцов линии DBA/2 (патент CN 110100789 A). Данное сочетание линий мышей характеризуется высоким уровнем спонтанных абортов, обусловленных иммунологическими причинами.A known method for modeling immunopathological placental insufficiency by crossing females of the CBA/J line and males of the DBA/2 line (patent CN 110100789 A). This combination of mouse strains is characterized by a high rate of spontaneous abortions due to immunological causes.

Однако, принимая во внимание линейность экспериментальных животных, нужно помнить об ограничениях в экстраполяции данных на человеческую популяцию.However, given the linearity of experimental animals, one must be aware of the limitations in extrapolating data to the human population.

Известен способ моделирования иммунопатологической плацентарной недостаточности, заключающийся в удалении блестящей оболочки бластоцисты мыши и введении в трофоэктодерму sFLTl-кодирующей нуклеиновой кислоты (патент US 20130198874).A known method for modeling immunopathological placental insufficiency, which consists in removing the zona pellucida of the mouse blastocyst and introducing sFLTl-encoding nucleic acid into the trophectoderm (patent US 20130198874).

Однако такой способ моделирования является дорогостоящим и трудно воспроизводимым, в отличие от заявляемого. Кроме того, заявляемую модель выгодно отличает то, что используемая линия мышей гетерозиготна по неопределенному числу генов, что позволяет с большей достоверностью экстраполировать данные, полученные в эксперименте, на гетерогенную человеческую популяцию.However, this modeling method is expensive and difficult to reproduce, in contrast to the claimed one. In addition, the claimed model is favorably distinguished by the fact that the used line of mice is heterozygous for an indefinite number of genes, which makes it possible to more reliably extrapolate the data obtained in the experiment to a heterogeneous human population.

Известен способ моделирования иммунопатологической плацентарной недостаточности путем введения самкам линейных и нелинейных мышей гликозида мурамилдипептида - N-ацетил-β-1-О-гептилмурамил-L-аланил-D-изоглутамина (патент RU 2511107 C1). Введение молекулы, близкой по структуре к липополисахариду (ЛПС) бактериальной стенки, провоцирует гиперактивацию системного иммунного ответа, имеют место активация врожденного иммунитета и адъювантный эффект. В отличие от известного, заявляемый способ минимизирует системный иммунный ответ за счет пассивной иммунизации мышей благодаря отсутствию неспецифического адъювантного действия и активации факторов адаптивного иммунитета. Такой подход позволяет снизить вероятность негативного влияния иммунной системы матери на плацентарную ткань.A known method of modeling immunopathological placental insufficiency by introducing female linear and non-linear mice glycoside muramyldipeptide - N-acetyl-β-1-O-heptylmuramyl-L-alanyl-D-isoglutamine (patent RU 2511107 C1). The introduction of a molecule similar in structure to the lipopolysaccharide (LPS) of the bacterial wall provokes hyperactivation of the systemic immune response, activation of innate immunity and an adjuvant effect. Unlike the known method, the claimed method minimizes the systemic immune response due to passive immunization of mice due to the absence of non-specific adjuvant action and activation of adaptive immunity factors. This approach reduces the likelihood of a negative effect of the mother's immune system on placental tissue.

Известен способ моделирования иммунопатологической плацентарной недостаточности, основанный на введении галектина-9 беременным мышам внутрибрюшинно (патент CN 111514277 А).A known method for modeling immunopathological placental insufficiency, based on the introduction of galectin-9 to pregnant mice intraperitoneally (patent CN 111514277 A).

Введение галектина-9 моделирует иммунопатологическую плацентарную недостаточность опосредованно, с последующим нарушением инвазии трофобласта и ремоделированием спиральных артерий, однако, происходит это в основном за счет активации CD14+ макрофагов, что более характерно для противоинфекционного иммунного ответа. В заявляемом же способе моделирования исключается активация этого звена иммунной системы, что приближает заявляемую модель к клинической картине аутоиммунного состояния.The introduction of galectin-9 indirectly modulates immunopathological placental insufficiency, with subsequent disruption of trophoblast invasion and remodeling of spiral arteries, however, this occurs mainly due to the activation of CD14 + macrophages, which is more characteristic of an anti-infective immune response. In the claimed modeling method, the activation of this link of the immune system is excluded, which brings the proposed model closer to the clinical picture of an autoimmune condition.

Известен способ моделирования иммунопатологической плацентарной недостаточности, основанный на введении нефротоксических антител (патент SU 1267467 A1).A known method for modeling immunopathological placental insufficiency, based on the introduction of nephrotoxic antibodies (patent SU 1267467 A1).

Недостатком способа является то, что при введении нефротоксических антител наблюдаются нарушения почечного кровотока, влекущие за собой вторичные изменения кровообращения в плаценте.The disadvantage of this method is that the introduction of nephrotoxic antibodies observed violations of the renal blood flow, resulting in secondary changes in blood circulation in the placenta.

Техническим результатом изобретения является подтвержденное прямое повреждающее действие вводимых антител на морфогенез плаценты, отсутствие прямого повреждающего эффекта вводимых антител на орган мишень - щитовидную железу, минимизация системного иммунного ответа за счет пассивной иммунизации мышей, высокая достоверность экстраполяции на человеческую популяцию, доступность и воспроизводимость.The technical result of the invention is a confirmed direct damaging effect of injected antibodies on placental morphogenesis, the absence of a direct damaging effect of injected antibodies on the target organ - the thyroid gland, minimization of the systemic immune response due to passive immunization of mice, high reliability of extrapolation to the human population, availability and reproducibility.

Указанный технический результат достигается в способе моделирования иммунопатологической плацентарной недостаточности, включающего введение антител беременным мышам, в котором аутбредным мышам ICR вводят антитела IgG, выделенные из анти-ТПО-положительных сывороток крови с титром более 1000 ед., полученных от пациенток с диагностированным аутоиммунным тиреоидитом, имеющих потерю плода и невынашивание беременности в анамнезе, введение IgG осуществляют внутривенно в хвостовую вену на 4-й день беременности в дозе 100 мкг/мышь, при этом адекватную модель иммунопатологической плацентарной недостаточности с морфологическими признаками повреждения плаценты, ассоциированного с антителами, получают на 16-й день беременности.This technical result is achieved in a method for modeling immunopathological placental insufficiency, including the administration of antibodies to pregnant mice, in which outbred ICR mice are injected with IgG antibodies isolated from anti-TPO-positive blood sera with a titer of more than 1000 units obtained from patients diagnosed with autoimmune thyroiditis, with a history of fetal loss and miscarriage, IgG is administered intravenously into the tail vein on the 4th day of pregnancy at a dose of 100 μg / mouse, while an adequate model of immunopathological placental insufficiency with morphological signs of placental injury associated with antibodies is obtained at 16- day of pregnancy.

Преимущество введения антител IgG, выделенных из анти-ТПО-положительных сывороток крови с титром более 1000 ед., полученных от пациенток с диагностированным аутоиммунным тиреоидитом, имеющих потерю плода и невынашивание беременности в анамнезе заключается в отсутствии прямого повреждающего эффекта вводимых антител на орган мишень - щитовидную железу.The advantage of administering IgG antibodies isolated from anti-TPO-positive blood sera with a titer of more than 1000 units obtained from patients diagnosed with autoimmune thyroiditis who have fetal loss and a history of miscarriage lies in the absence of a direct damaging effect of the administered antibodies on the target organ - the thyroid gland.

Наличие антител к тиреоглобулину и фосфолипидам у пациенток было исключено. В группе сравнения использовались Коммерческие IgG (Jackson, ImmunoResearchLaboratories) и PBS (Biologicallndustries, IsraelBeit-Haemek Ltd).The presence of antibodies to thyroglobulin and phospholipids in patients was excluded. The comparison group used Commercial IgG (Jackson, ImmunoResearchLaboratories) and PBS (BiologicalIndustries, IsraelBeit-Haemek Ltd).

В эксперименте использовались самки мышей в возрасте 10-12 недель. Животных выращивали в стандартных условиях, при температуре 23°С (±1°С) в 12-часовых световых циклах (7:00 УТРА-7:00 вечера) с неограниченным доступом к пище и воде. Самок и самцов ссаживали в соотношении 3-4:1. После спаривания оценивалось наличие вагинальной пробки (день ее обнаружения считали 0-м днем беременности).The experiment used female mice aged 10-12 weeks. Animals were reared under standard conditions at 23°C (±1°C) in 12-hour light cycles (7:00 AM-7:00 PM) with unlimited access to food and water. Females and males were planted in a ratio of 3-4:1. After mating, the presence of a vaginal plug was assessed (the day of its detection was considered the 0th day of pregnancy).

Антитела IgG вводили внутривенно в хвостовую вену на 4-й день беременности (начальный этап имплантации) по 100 мкг/мышь. Выбранный срок введения антител обусловлен стремлением моделировать состояние, близкое к клиническому относительно беременности, наступившей на фоне циркулирующих антител, имея в виду возможность оценить влияние вводимых антител на всех этапах плацентогенеза. В тоже время введение антител в сроки, соответствующие гестационному периоду, позволяет минимизировать системный иммунный ответ, обусловленный иммунизацией материнского организма, которая неизбежно развивается в течение 10-14 дней после индуцированной пассивной иммунизации.IgG antibodies were injected intravenously into the tail vein on the 4th day of pregnancy (the initial stage of implantation) at 100 µg/mouse. The chosen term for the introduction of antibodies is due to the desire to simulate a state close to clinical in relation to pregnancy that occurred against the background of circulating antibodies, meaning the ability to assess the effect of injected antibodies at all stages of placentogenesis. At the same time, the introduction of antibodies at the time corresponding to the gestational period makes it possible to minimize the systemic immune response caused by immunization of the maternal organism, which inevitably develops within 10-14 days after induced passive immunization.

В исследование были включены следующие группы мышей (n=15):The study included the following groups of mice (n=15):

1) Мыши, получившие инъекцию IgG, выделенных из анти-ТПО-положительных сывороток, полученных от пациенток.1) Mice injected with IgG isolated from anti-TPO positive sera obtained from female patients.

2) Мыши, получившие инъекцию коммерческой смеси IgG.2) Mice injected with commercial IgG mixture.

3) Мыши, получившие инъекцию PBS (Phosphate-bufferedsaline / Натрий-фосфатный буфер).3) Mice injected with PBS (Phosphate-bufferedsaline).

4) Интактный контроль.4) Intact control.

Животные выводились из эксперимента на 16-й день беременности, соответствующий стадии максимального развития лабиринтной зоны плаценты у мышей, определяющей обмен между кровотоком матери и плода и, следовательно, ответственной за целевой эффект модели.Animals were withdrawn from the experiment on the 16th day of pregnancy, corresponding to the stage of maximum development of the labyrinthine zone of the placenta in mice, which determines the exchange between maternal and fetal blood flow and, therefore, is responsible for the target effect of the model.

Рога матки с яичниками выделяли и оценивали процент жизнеспособных и резорбированных плодов по формуле:The uterine horns with ovaries were isolated and the percentage of viable and resorbed fetuses was estimated according to the formula:

Npeз./(Npeз.+Nжиз.) × 100%, где:Nres./(Nres.+Nl.) × 100%, where:

Npeз. - число резорбированных плодов;Npez. - number of resorbed fruits;

Nжиз. - число жизнеспособных плодов.Nlife - number of viable fetuses.

Резорбция плода определялась как остановка роста или регрессия в некротическую массу. Затем жизнеспособные плоды и плаценты были взвешены. Для гистологической оценки были отобраны по 2 плаценты и 2 плода от каждой мыши из каждой группы, биоматериал немедленно фиксировали в 4% формальдегиде. После этого образцы подвергали дегидратации в 96% - ном этаноле с последующей обработкой ксилолом. Затем образцы погружали в парафин. Парафиновые блоки с образцами разрезали на слайды размером от 3 до 5 мкм и проводили окрашивание Н&Е.Fetal resorption was defined as growth arrest or regression to a necrotic mass. Then viable fetuses and placentas were weighed. For histological evaluation, 2 placentas and 2 fetuses from each mouse from each group were selected, the biomaterial was immediately fixed in 4% formaldehyde. After that, the samples were subjected to dehydration in 96% ethanol followed by treatment with xylene. The samples were then immersed in paraffin. Paraffin blocks with samples were cut into slides ranging in size from 3 to 5 μm and stained with H&E.

Микропрепараты исследовали под микроскопом с настройкой освещения по Келлеру при увеличении 100×, 200× и 400× с целью получения общего представления о результатах гистологического исследования. Количественную оценку результатов проводили на микрофотографиях, полученных с помощью системы фиксации микроскопических изображений, состоящей из микроскопа Olympus ВХ46 и программного обеспечения «CellSens 47 Entry». Из фотосъемки исключались поля зрения, содержащие дефекты ткани, дефекты окрашивания и артефакты. Фотосъемку производили на увеличении 400× (окуляр 10×, объектив 40х), с полным открытием апертурной диафрагмы, в режиме Photo, время экспозиции 1/38 с, чувствительность камеры - максимальная, размер изображения 2080x×1544 пикселей, графический формат изображения JPEG (normal). Долю занимаемой площади клетками спонгиотрофобласта, клетками трофобласта лабиринтной части плаценты и гигантскими трофобластическими клетками рассчитывали с помощью программы ВидеоТест-Морфология 5.0 (Россия).Micropreparations were examined under a microscope with Keller illumination setting at 100×, 200× and 400× magnification in order to obtain a general idea of the results of histological examination. The results were quantified on micrographs obtained using a microscopic image fixation system consisting of an Olympus BX46 microscope and CellSens 47 Entry software. Fields of view containing tissue defects, staining defects, and artifacts were excluded from photography. Photographs were taken at a magnification of 400× (eyepiece 10×, lens 40×), with full opening of the aperture diaphragm, in the Photo mode, exposure time 1/38 s, camera sensitivity - maximum, image size 2080×1544 pixels, image format JPEG (normal ). The proportion of the area occupied by spongiotrophoblast cells, trophoblast cells of the labyrinthine part of the placenta, and giant trophoblastic cells was calculated using the VideoTest-Morphology 5.0 program (Russia).

С каждой исследуемой области плаценты делали по 5 микроскопических изображений, оценивали: относительную площадь клеток (%), как отношение площади клеток к общей площади препарата по формуле:From each area of the placenta under study, 5 microscopic images were taken, and the relative area of cells (%) was estimated as the ratio of the area of cells to the total area of the preparation according to the formula:

Эотносительная = S клеток / S препарата × 100%.Erelative = S cells / S preparation × 100%.

Данные были оценены с помощью рангов, средних значений и стандартного отклонения. Значение р<0.05 было расценено как показатель достоверности разницы.Data were evaluated using ranks, means, and standard deviation. A p<0.05 value was taken as an indication of the significance of the difference.

В ходе проведенного исследования были получены следующие результаты.In the course of the study, the following results were obtained.

В группе мышей, получивших антитела от пациентов с АИТ, всего было получено 96 плодов, а в группе контроля - 201 плод (р<0,05). Среди всех плодов резорбции подверглось 27% (n=26) в исследуемой группе и только 3% (n=6) плодов в группе контроля (р<0,05). Таким образом, количество жизнеспособных плодов в группе сравнения (n=195) превысило количество жизнеспособных плодов в исследуемой группе (n=70) практически в 3 раза. Средний вес плодов и плацент в изучаемой группе составил 351 мг и 112 мг соответственно, в то время как в группе контроля 503 мг и 125 мг, соответственно (р<0,05). Гистологическая оценка плацент показала, что в отличие от группы сравнения, выявленные нарушения плацентогенеза в исследуемой группе затрагивали все плацентарные зоны. Данные изменения характеризовались неравномерной толщиной зон, нарушением соотношения плацентарных зон, а также неоднородным распределением клеток спонгиотрофобласта и гликогеновых клеток, свидетельствующим о нарушении процессов миграции клеток. Наиболее значимые нарушения были отмечены в лабиринтной зоне. Эти нарушения в основном были представлены неравномерной толщиной межсосудистых мембран и наравномерным кровенаполнением лакун. В остальных случаях была отмечена гиперваскуляризация разной степени выраженности.In the group of mice that received antibodies from patients with AIT, a total of 96 fetuses were obtained, and in the control group - 201 fetuses (p<0.05). Among all fetuses, 27% (n=26) in the study group underwent resorption and only 3% (n=6) of fetuses in the control group (p<0.05). Thus, the number of viable fetuses in the comparison group (n=195) exceeded the number of viable fetuses in the study group (n=70) by almost 3 times. The average weight of fetuses and placentas in the study group was 351 mg and 112 mg, respectively, while in the control group 503 mg and 125 mg, respectively (p<0.05). Histological assessment of the placentas showed that, in contrast to the comparison group, the identified violations of placentogenesis in the study group affected all placental zones. These changes were characterized by an uneven thickness of the zones, a violation of the ratio of the placental zones, as well as an inhomogeneous distribution of spongiotrophoblast cells and glycogen cells, indicating a violation of cell migration processes. The most significant violations were noted in the labyrinth zone. These disorders were mainly represented by uneven thickness of intervascular membranes and uniform blood filling of lacunae. In other cases, hypervascularization of varying severity was noted.

Способ иллюстрируется фиг. 1-10, где:The method is illustrated in Fig. 1-10 where:

фиг.1 - скопление клеток спонгиотрофобласта в лабиринтной зоне плаценты, группа анти-ТПО. Н&Е, х200;figure 1 - the accumulation of spongiotrophoblast cells in the labyrinth zone of the placenta, the anti-TPO group. H&E, x200;

фиг. 2 - лабиринтная зона плаценты без скоплений трофобластических клеток, группа IgG, Н&Е, х400;fig. 2 - labyrinthine zone of the placenta without accumulations of trophoblastic cells, group IgG, H&E, x400;

фиг. 3 - лакуны в лабиринтной зоне плаценты, стрелкой отмечено скопление гликогеновых клеток в лабиринтной зоне плаценты, группа анти-ТПО. Н&Е, х200;fig. 3 - gaps in the labyrinthine zone of the placenta, the arrow indicates the accumulation of glycogen cells in the labyrinthine zone of the placenta, the anti-TPO group. H&E, x200;

фиг. 4 - равномерное кровенаполнение сосудистых лакун без признаков гиперваскуляризации и утолщения межсосудистых мембран в лабиринтной зоне плаценты, rpynnalgG. Н&Е, х400;fig. 4 - uniform blood filling of vascular lacunae without signs of hypervascularization and thickening of intervascular membranes in the labyrinthine zone of the placenta, rpynnalgG. H&E, x400;

фиг. 5 - скопление гликогеновых клеток в лабиринтной зоне плаценты, группа анти-ТПО. Н&Е, х200;fig. 5 - accumulation of glycogen cells in the labyrinth zone of the placenta, anti-TPO group. H&E, x200;

фиг. 6 - незавершенная миграция клеток спонгиотрофобласта из лабиринтной зоны плаценты, группа анти-ТПО, Н&Е, х200;fig. 6 - incomplete migration of spongiotrophoblast cells from the labyrinthine zone of the placenta, anti-TPO group, H&E, x200;

фиг. 7 - нарушение соотношения плацентарных зон в плаценте, группа анти-ТПО. соотношение лабиринтная зона/ соединительная зона близко к 1,5:1. (норма-3:1), а-лабиринтная зона, b - соединительная зона/спонгиотрофобласт Н&Е, х40;fig. 7 - violation of the ratio of placental zones in the placenta, anti-TPO group. the labyrinth zone/connection zone ratio is close to 1.5:1. (norm-3:1), a-labyrinth zone, b-connective zone/spongiotrophoblast H&E, x40;

Фиг. 8 - экспрессия тиреопероксидазы клетками синцитиотрофобласта лабиринтной зоны мышиных плацент х400;Fig. 8 - expression of thyroperoxidase by syncytiotrophoblast cells of the labyrinth zone of mouse placentas x400;

Фиг. 9 - экспрессия тиреопероксидазы клетками спонгиотрофобласта соединительной зоны мышиных плацент х400;Fig. 9 - expression of thyroperoxidase by spongiotrophoblast cells of the connective zone of mouse placentas x400;

Фиг. 10 - экспрессия тиреопероксидазы гигантскими клетками трофобласта мышиных плацент хбОО.Fig. 10 - expression of thyroperoxidase by trophoblast giant cells of xbOO mouse placentas.

В присутствии анти-ТПО антител площадь ядер гигантских клеток трофобласта и клеток спонгиотрофобласта, а также площадь самих клеток была достоверно ниже (р<0,01), чем во всех сравниваемых группах. При этом в лабиринтной части плаценты средняя площадь ядра оказалась достоверно выше (р<0,01), но площадь самой трофобластической клетки не имела достоверных отличий между группами, отмечалась только тенденция к увеличению в группе анти-ТПО. Полученные данные (табл. 1, 2) свидетельствуют о повреждении плацентарной ткани на клеточном уровне, что оказывает негативное влияние на состояние кровотока.In the presence of anti-TPO antibodies, the area of the nuclei of trophoblast giant cells and spongiotrophoblast cells, as well as the area of the cells themselves, was significantly lower (p<0.01) than in all compared groups. At the same time, in the labyrinthine part of the placenta, the average area of the nucleus was significantly higher (p<0.01), but the area of the trophoblastic cell itself did not have significant differences between the groups, there was only a tendency to increase in the anti-TPO group. The data obtained (Tables 1, 2) indicate damage to the placental tissue at the cellular level, which has a negative impact on the state of blood flow.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Впервые иммуногистохимическая оценка плацент мышей с использованием антител к мышиной тиреопероксидазе позволила выявить присутствие тиреопероксидазы в клетках синцитиотрофобласта, спонгиотрофобласта и гигантских клетках трофобласта. В таком случае эти данные позволяют подтвердить предположение о том, что все слои мышиных плацент содержат потенциальную мишень для прямого повреждающего действия антитиреоидных антител. Полученные результаты соотносятся с исследованием, показавшим, что в плаценте человека присутствует тиреопероксидаза [Rahnama R, Mahmoudi AR, Kazemnejad S, Salehi M, Ghahiri A, Soltanghoraee H, Vafaei S, Rezaei A, Zarnani AH. Thyroid peroxidase in human endometrium and placenta: a potential target for anti-TPO antibodies. ClinExp Med. 2021 Feb; 21(l):79-88. doi: 10.1007/sl0238-020-00663-y. Epub 2020 Sep 26. PMID: 32980989]. Авторы указанного исследования с помощью иммуногистохимического анализа плацент человека обнаружили тиреопероксидазу в клетках синцитиотрофобласта и на клеточной поверхности инвазивного трофобласта. В настоящем исследовании тиреопероксидаза была обнаружена в аналогичных структурах мышиных плацент.For the first time, immunohistochemical evaluation of mouse placentas using antibodies to mouse thyroperoxidase revealed the presence of thyroperoxidase in syncytiotrophoblast, spongiotrophoblast, and trophoblast giant cells. In this case, these data allow us to confirm the assumption that all layers of mouse placentas contain a potential target for the direct damaging effect of antithyroid antibodies. The results obtained are consistent with a study showing that thyroperoxidase is present in the human placenta [Rahnama R, Mahmoudi AR, Kazemnejad S, Salehi M, Ghahiri A, Soltanghoraee H, Vafaei S, Rezaei A, Zarnani AH. Thyroid peroxidase in human endometrium and placenta: a potential target for anti-TPO antibodies. ClinExp Med. Feb 2021; 21(l):79-88. doi: 10.1007/sl0238-020-00663-y. Epub 2020 Sep 26. PMID: 32980989]. The authors of this study, using immunohistochemical analysis of human placentas, found thyroperoxidase in syncytiotrophoblast cells and on the cell surface of invasive trophoblast. In the present study, thyroperoxidase was found in similar structures in mouse placentas.

Таким образом, результаты оценки состоятельности модели основаны на показателях репродуктивных потерь, сопряженных с детальной характеристикой целевого эффекта - морфологическими показателями повреждения плаценты, дополненными морфометрией и ИГХ исследованием. Ранее в известных моделях для изучения механизмов невынашивания беременности оценка влияния повреждающего фактора рассматривалась, как правило, только в сопоставлении с уровнем и характером плодовых потерь. Анализ состояния плацентарной ткани проводился, как правило, в единичных работах, фрагментарно, в описательном сопутствующем формате.Thus, the results of assessing the validity of the model are based on indicators of reproductive losses associated with a detailed description of the target effect - morphological indicators of placental damage, supplemented by morphometry and IHC study. Previously, in known models for studying the mechanisms of miscarriage, the assessment of the influence of the damaging factor was considered, as a rule, only in comparison with the level and nature of fetal losses. The analysis of the state of the placental tissue was carried out, as a rule, in single works, fragmentarily, in a descriptive accompanying format.

Повышенный процент резорбции плодов и отставание массо-ростовых показателей плодов являются традиционным признаком повреждения плаценты. Однако, выявленные в настоящей работе структурно-функциональные изменения плацентарной ткани служат объективным доказательством нарушения морфогенеза плаценты и позволяют определить патогенетические механизмы развития и возможного моделирования недостаточности маточно-плацентарной системы экспериментальных животных после введения IgG от пациенток с АИТ. Впервые выявленное наличие тиреопероксидазы в структурах плацентарной ткани, поврежденных у экспериментальных животных при иммунизации антителами к тиреопероксидазе может служить достаточным основанием для предположения о прямом повреждающем действии этих антител на морфогенез плаценты.An increased percentage of fetal resorption and a lag in the mass-growth indicators of the fetus are a traditional sign of placental damage. However, the structural and functional changes in the placental tissue identified in this work serve as objective evidence of impaired placental morphogenesis and allow us to determine the pathogenetic mechanisms of development and possible modeling of insufficiency of the uteroplacental system in experimental animals after the administration of IgG from patients with AIT. The presence of thyroperoxidase detected for the first time in the structures of placental tissue damaged in experimental animals during immunization with antibodies to thyroperoxidase can serve as a sufficient basis for assuming a direct damaging effect of these antibodies on placental morphogenesis.

Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что заявленная модель является адекватной экспериментальной моделью, воспроизводящей антителозависимое повреждение плаценты. Формат модели технически может быть воспроизведен с другими антителами, полученными от пациенток, имеющих определенное аутоиммунное заболевание и невынашивание беременности в анамнезе. Этот способ может быть использован для оценки роли аутоантител в качестве фактора повреждения плаценты с последующей потерей плода при различных аутоиммунных заболеваниях и, в том числе, в клинических условиях для верификации идиопатических репродуктивных потерь.The results obtained allow us to conclude that the claimed model is an adequate experimental model that reproduces antibody-dependent damage to the placenta. The model format can technically be replicated with other antibodies obtained from patients with a specific autoimmune disease and a history of miscarriage. This method can be used to assess the role of autoantibodies as a factor in placental damage with subsequent fetal loss in various autoimmune diseases, including in clinical settings to verify idiopathic reproductive losses.

Заявляемый способ имеет ряд достоинств:The proposed method has a number of advantages:

- позволяет с большей достоверностью экстраполировать данные, полученные в эксперименте, на человеческую популяцию в отличие от экспериментов с линейными лабораторными животными в связи тем, что данные мыши гетерозиготны по неопределенному числу генов;- allows you to more reliably extrapolate the data obtained in the experiment to the human population, in contrast to experiments with linear laboratory animals due to the fact that these mice are heterozygous for an indefinite number of genes;

- позволяет определять антитела, как независимый иммунологический фактор повреждения плацентарной ткани;- allows you to determine antibodies as an independent immunological factor in damage to placental tissue;

- позволяет выявлять нарушения плацентогенеза, сопряженные с циркуляцией аутоантител;- allows to detect disorders of placentogenesis associated with the circulation of autoantibodies;

- исключает влияние возможных повреждающих плацентарную ткань факторов (генетические, токсические, медикаментозные, химические, инфекционно-воспалительные, нарушающие кровообращение и др.);- eliminates the influence of possible factors damaging the placental tissue (genetic, toxic, drug, chemical, infectious-inflammatory, disrupting blood circulation, etc.);

- позволяет изучать независимые механизмы влияния репродуктивно значимых антител на плацентогенез;- allows you to study the independent mechanisms of the influence of reproductively significant antibodies on placentogenesis;

- позволяет определить новые подходы к прогнозируемому риску осложненного течения беременности, родов, перинатального периода у женщин с аутоиммунными заболеваниями и обеспечить профилактику ранних повторных потерь беременности.- allows you to identify new approaches to the predicted risk of complicated pregnancy, childbirth, the perinatal period in women with autoimmune diseases and to ensure the prevention of early recurrent pregnancy losses.

Заявляемый способ обеспечивает прямое повреждающее действие вводимых антител на морфогенез плаценты, отсутствие прямого повреждающего эффекта вводимых антител на орган мишень - щитовидную железу, минимизирует системный иммунный ответ, имеет высокую достоверность экстраполяции на человеческую популяцию, является доступным и воспроизводимым.The claimed method provides a direct damaging effect of the injected antibodies on the morphogenesis of the placenta, the absence of a direct damaging effect of the injected antibodies on the target organ - the thyroid gland, minimizes the systemic immune response, has a high reliability of extrapolation to the human population, is affordable and reproducible.

Claims (1)

Способ моделирования иммунопатологической плацентарной недостаточности, включающий введение антител беременным мышам, отличающийся тем, что аутбредным мышам ICR вводят антитела IgG, выделенные из анти-ТПО-положительных сывороток крови с титром более 1000 ед., полученных от пациенток с диагностированным аутоиммунным тиреоидитом, имеющих потерю плода и невынашивание беременности в анамнезе, введение IgG осуществляют внутривенно в хвостовую вену на 4-й день беременности в дозе 100 мкг/мышь, при этом адекватную модель иммунопатологической плацентарной недостаточности с морфологическими признаками повреждения плаценты, ассоциированного с антителами, получают на 16-й день беременности.A method for modeling immunopathological placental insufficiency, including the administration of antibodies to pregnant mice, characterized in that outbred ICR mice are injected with IgG antibodies isolated from anti-TPO-positive blood sera with a titer of more than 1000 units obtained from patients diagnosed with autoimmune thyroiditis and having fetal loss and a history of miscarriage, IgG is injected intravenously into the tail vein on the 4th day of pregnancy at a dose of 100 μg / mouse, while an adequate model of immunopathological placental insufficiency with morphological signs of placental damage associated with antibodies is obtained on the 16th day of pregnancy .
RU2021120134A 2021-07-08 2021-07-08 Method for immunopathological placental insufficiency simulation RU2763837C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021120134A RU2763837C1 (en) 2021-07-08 2021-07-08 Method for immunopathological placental insufficiency simulation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021120134A RU2763837C1 (en) 2021-07-08 2021-07-08 Method for immunopathological placental insufficiency simulation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2763837C1 true RU2763837C1 (en) 2022-01-11

Family

ID=80040150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021120134A RU2763837C1 (en) 2021-07-08 2021-07-08 Method for immunopathological placental insufficiency simulation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2763837C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1267467A1 (en) * 1984-05-29 1986-10-30 2-Й Московский Ордена Ленина Государственный Медицинский Институт Им.Н.И.Пирогова Method of modelling insufficiency of uterus-placenta blood circulation
US20130198874A1 (en) * 2010-03-04 2013-08-01 Masaru Okabe Model Animal for Pregnancy-induced Hypertension Syndrome, and Treatment Method Therefor
RU2511107C1 (en) * 2012-12-26 2014-04-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение "НИИ морфологии человека" Российской академии медицинских наук Method for simulating immune-dependent allogenic pregnancy loss in laboratory mice

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1267467A1 (en) * 1984-05-29 1986-10-30 2-Й Московский Ордена Ленина Государственный Медицинский Институт Им.Н.И.Пирогова Method of modelling insufficiency of uterus-placenta blood circulation
US20130198874A1 (en) * 2010-03-04 2013-08-01 Masaru Okabe Model Animal for Pregnancy-induced Hypertension Syndrome, and Treatment Method Therefor
RU2511107C1 (en) * 2012-12-26 2014-04-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение "НИИ морфологии человека" Российской академии медицинских наук Method for simulating immune-dependent allogenic pregnancy loss in laboratory mice

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SEROR J. et al., Anti-TPO Antibodies Diffusion through the Placental Barrier during Pregnancy / PLoS ONE, 2014, vol.9, is.1: e84647. *
МАГОМЕДОВА Ш.М. и др. Варианты экспериментального моделирования плацентарной недостаточности и преэклампсии / Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки, 2012, 6 стр.. *
МАГОМЕДОВА Ш.М. и др. Варианты экспериментального моделирования плацентарной недостаточности и преэклампсии / Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки, 2012, 6 стр.. SEROR J. et al., Anti-TPO Antibodies Diffusion through the Placental Barrier during Pregnancy / PLoS ONE, 2014, vol.9, is.1: e84647. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mortimer A critical review of the physiological importance and analysis of sperm movement in mammals
Sher et al. Immunology: High fecundity rates following in− vitro fertilization and embryo transfer in antiphospholipid antibody seropositive women treated with heparin and aspirin
Flores et al. Early detection and staging of spontaneous embryo resorption by ultrasound biomicroscopy in murine pregnancy
Garrett et al. Pravastatin therapy during preeclampsia prevents long-term adverse health effects in mice
Xia et al. Is preeclampsia an autoimmune disease?
Karadaev PREGNANCY DIAGNOSIS TECHNIQUES IN GOATS--A REVIEW.
Franco et al. Sire contribution to pregnancy loss in different periods of embryonic and fetal development of beef cows
Esteves et al. Freemartinism in cattle
Christensen et al. Diagnostic value of transcervical endometrial biopsies in domestic dogs compared with full‐thickness uterine sections
Clark Is there any evidence for immunologically mediated or immunologically modifiable early pregnancy failure?
Areia et al. Can membrane progesterone receptor α on T regulatory cells explain the ensuing human labour?
Fritz et al. Noninvasive detection of trophoblast protein signatures linked to early pregnancy loss using trophoblast retrieval and isolation from the cervix (TRIC)
Romero et al. Placental bed disorders in the genesis of the great obstetrical syndromes
Gosden Ovarian support of pregnancy in ageing inbred mice
Lekovich et al. Elevated serum interleukin-1β levels and interleukin-1β-to-interleukin-1 receptor antagonist ratio 1 week after embryo transfer are associated with ectopic pregnancy
RU2763837C1 (en) Method for immunopathological placental insufficiency simulation
Yacobi et al. Effect of sera from women with systemic lupus erythematosus or antiphospholipid syndrome and recurrent abortions on human placental explants in culture
Guo et al. Fetal liver injury ameliorated by migration inhibitory factor inhibition in a rat model of acute pancreatitis in pregnancy
Okada et al. Low plasma progesterone concentration during the early luteal phase delays endometrial development and the beginning of placentation in mares
Vallejo-Timarán et al. Pre-and post-partum concentrations of interleukin 1α, interleukin 8, and α1-acid glycoprotein in vaginal fornix and endometrium of dairy cows with clinical cervicitis
Carlhäll Maternal obesity, duration of labor and the role of leptin
RU2465589C1 (en) Method for prediction of missed miscarriage
Abdelghani et al. Miscarriage Risk Factors and Causes
Newport et al. Changes in T and B lymphocyte populations in the lymph nodes draining the uterus in pregnant mice
Gustafson et al. Failure of sheep–goat hybrid conceptuses to develop to term in sheep–goat chimaeras