Hofbauer hücrelerinin plasental damarlanmadaki muhtemel rollerinin araştırılması

Abstract

İnsan plasental villus stroması, birçok işlemde rol aldığı düşünülen ve Hofbauer hücreleri (HH) adı verilen makrofajlar içerir. Her ne kadar plasental vaskülogenez ve anjiyogenez üzerine çok sayıda çalışma bulunsa da, HH'lerinin bu işlemlerdeki rolleri hakkında yeterli bilgi yoktur. Bundan dolayı çalışmamızda HH'lerin plasental vaskülogenez ve anjiyogenezde önemli roller oynadıkları hipotezini kurduk ve HH'lerin damarlanmadaki potansiyel rollerini tanısal ve fonksiyonel deneylerle belirlemeyi amaçladık.Çalışmamızda, insan normal erken gebeliklerden elde edilen plasenta dokuları, ışık ve elektron mikroskopi (TEM) araştırmaları ve in vitro çalışmalar için hazırlandı. Plasenta kesitlerine VEGF, Flt-1, Flk-1, Ang-1, Ang-2, Tie-1, Tie-2 ve Netrin-1 için immünohistokimya teknikleri uygulandı. HH'ler ve damar yapılarının sayıları ve yerleşimleri CD68 (Hofbauer hücre belirteci) ve CD31 (endotel hücre belirteci) ile çiftli boyanmış kesitlerde ışık ve konfokal mikroskopları aracılığıyla belirlendi. HH'lerin ince yapı özellikleri ve tipleri TEM ile incelendi.Taze plasental dokulardan izole edilen HH'ler CD68 ve CD14 immünositokimyası ve TEM ile karakterize edildi. İzole edilen HH'ler kültüre edildi ve yönlendirilmiş besiyeri toplanarak anjiyogenik faktörler için ELISA ile test edildi. Ayrıca, anjiyogenez testi için HUVEC hücreleri, HH'lerden toplanan yönlendirilmiş besiyeri ile kültüre edildi.Çalışmamızın sonuçlarına göre HH'lerin büyük çoğunluğu ya anjiyogenik hücre kordonları ve ilkel damar tüpleri ile yakın temastaydı ya da aralarına girmişlerdi. HH'lerin ve damar yapılarının villuslardaki sayıları anlamlı olarak ilişkili bulundu. Daha da ötesi, HH'lerin VEGF, Ang-2 ve Netrin-1'i eksprese ettikleri görüldü. Hatta HH yönlendirilmiş besiyerinin, özel bir matriks üzerinde kültüre edilen HUVEC hücrelerinin kapiller oluşturmasını indüklediği görüldü.Çalışmamız, HH'lerin makrofajik özelliklerinin yanında, plasenta için en önemli işlemlerden biri olan vaskülogenez ve anjiyogenezde yapısal olarak doğrudan, fonksiyonel olarak dolaylı rol aldıklarını gösteren ilk çalışmadır. Sonuçlarımıza göre, HH'ler vaskülogenez ve anjiyogeneze doğrudan katılırlar ve endotel hücreleri üzerinde anjiyogenik etkili faktörler salgılarlar. HH'lerin plasental vaskülogenez ve anjiyogenezdeki potansiyel fonksiyonel rollerinin belirlenmesi, normal plasentasyonu kontrol eden mekanizmaları ve intrauterin büyüme geriliği ile pre-eklampsi gibi plasentasyon sırasındaki vasküler gelişim bozukluklarının patofizyolojisini anlayabilmemize ışık tutacaktır.

The stroma of the placental villi contain numerous macrophages, so-called Hofbauer cells (HCs) which are of mesenchymal origin and are thought to function in many processes. Although there are many studies concerning placental vasculogenesis and angiogenesis, there has been a lack of evidence on the possible roles of HCs in these processes. We hypothesized that HCs play major roles in placental vasculogenesis and angiogenesis. Therefore we aimed to determine the potential roles of Hofbauer cells in vascularization by descriptive and functional experiments.Placental tissues were obtained from normal first-trimester pregnancies and were prepared for light and transmission electron microscopic investigations as well as for in vitro culture studies. Immunohistochemistry for VEGF, Flt-1, Flk-1, Ang-1, Ang-2, Tie-1, Tie-2 and Netrin-1 was applied to placental sections. The numbers and localizations of HCs and vascular structures were assessed by double immunohistochemistry with CD31 (endothelial cell marker) and CD68 (Hofbauer cell marker) under light and confocal microscopes. The ultrastructural features and types of HCs were identified by electron microscopy.HCs were isolated from fresh human first trimester placental tissues and characterized by CD68 and CD14 immunocytochemistry as well as TEM. The isolated placental macrophages were cultured and their conditioned media was collected for the determination of angiogenic factors by ELISA. Moreover, HUVECs were cultured with the collected conditioned media for the assay of angiogenesis.According to our results, majority of the HCs were found to be either in close contact with angiogenic cell cords and primitive vascular tubes or located in between them. Moreover, the number of HCs and vasculogenic structures were found to be significantly correlated. HCs expressed and secreted angiogenic factors such as VEGF, Ang-2 and Netrin-1. Strikingly, Hofbauer cell conditioned medium induced capillary formation of HUVECs cultured on a special matrix.Our study is of importance for being the first to determine that HCs not only have macrophagic properties, but also have conducting characteristics in the most important process for the placenta, which is vascularization. The findings of this study showed for the first time that there is a Hofbauer cell participation in vasculogenesis and angiogenesis and that these cells have angiogenic influences on endothelial cells. Further functional studies on the roles of HCs in placental vascularization will help elucidate the mechanisms that control normal placentation, which is important in uderstanding the pathophysiology of conditions associated with the impairment of vascular development during placentation such as intrauterine growth retardation and pre-eclampsia.