Molekylärbiologiska förändringar i human placenta i relation till maternella, fetala och neonatala karaktärsdrag

Den intrauterina miljön påverkar fostrets möjlighet att nå sin genetiskt bestämda tillväxtpotential. Ogynnsam intrauterin miljö kan leda till fetal tillväxthämning och förändrad struktur och funktion i olika organ, som är under utveckling, enligt teorin om fetal prägling. Den fetala tillväxthämningen kan leda till att barnet föds litet-för-tiden, vilket ökar risken för sjukdomar både neonatalt och senare i livet. I denna forskargrupp intresserar vi oss för molekylärbiologiska förändringar i placentan – det viktiga organ som åstadkommer förändringar hos den gravida kvinnan så att graviditeten kan fortgå och som ger näring, syrgas och skydd till fostret samt transporterar bort slaggprodukter från fostret. Vi studerar dessa placentära förändringar utifrån maternella karaktärsdrag såsom fetma, utifrån fetal exponering såsom rökning och utifrån neonatala karaktärsdrag såsom avvikande födelsestorlek med syftet att öka vår kunskap kring patogenesen till olika graviditetskomplikationer och möjliggöra en förbättrad fetal period. Vårt material utgörs av en stor provsamling med placenta- och navelsträngsblodprover som finns vid Universitetssjukhuset, Örebro.

Placentaprovsamlingen vid Universitetssjukhuset Örebro

Syften, ansvariga forskare och etikgodkännanden

Professor emeritus Jens Schollin, tidigare verksamhetschef för Barn- och ungdomskliniken, Universitetssjukhus Örebro (USÖ), och tidigare rektor vid Örebro universitet, initierade insamlingen av placentavävnad och navelsträngsblodprover med syftet att studera samband mellan inflammation i dessa vävnader och förtidig födelse och senare risk för utveckling av cerebral pares hos barnet. Projektet godkändes 2003 av Forskningsetikkommittén vid USÖ (D-nr 340/03). Schollin överförde senare ansvaret för projektet och provsamlingen till medicine doktor och överläkare Maria Björkqvist, Barn- och ungdomskliniken, USÖ. Hon utvidgade forskningsfrågorna till att även omfatta fostertillväxt och postnatal tillväxt. Dessa ändringar godkändes 2010 av Regionala etikprövningsnämnden i Uppsala (D-nr 2010/189). Så småningom överfördes ansvaret för studien och provsamlingen till medicine doktor och överläkare Maria Lodefalk, som ytterligare utvidgade syftena med studien till att också inkludera epigenetiska förändringar, gen- och proteinuttryck i förhållande till graviditetskomplikationer, intrauterin exponering och karaktärsdrag hos den gravida kvinnan eller det nyfödda barnet. Dessa ändringar godkändes 2016 av Regionala etikprövningsnämnden i Uppsala (D-nr 2010 / 189-1).

Material och metoder

Efter inhämtat skriftligt informerat samtycke från den gravida kvinnan samlades prover från placentan och navelsträngsblodet omedelbart efter förlossningen på Kvinnokliniken, USÖ, under åren 2004–2012. Totalt samlades cirka 10.000 prover in. Efter avlägsnandet av fosterhinnorna togs två bitar, i storleken ca 1 cm³ vardera, från den maternella sidan av placentan. Proverna sköljdes i kall fosfatbuffrad saltlösning för att avlägsna blod och lagrades sedan frusna (-80°C) i 3 ml RNAlater. Före april 2009 användes 30 ml rör för lagring av placentaproverna och efter den tidpunkten användes 5 ml rör.

Ett venöst navelsträngsblodprov samlades in direkt efter födseln från varje barn i 10 ml koaguleringsaktivatorrör (BD Vacutainer, Plymouth, Storbritannien). Varje prov centrifugerades vid 2000 x g under 7 minuter och serumet lagrades fryst (-80°C) i separata portioner (2 ml rör).

För insamling av data om den gravida kvinnan, graviditeten, förlossningen och det nyfödda barnet användes ett särskilt formulär under åren 2004–2007. I början av 2008 introducerades en  elektronisk patientjournal (Obstetrix®) vid Kvinnokliniken, USÖ, och därefter samlades bakgrundsdata om varje mor-barn-par in från den. Uppgifterna från 2004–2007 saknade viss information (t. ex. kvinnans längd, barnets födelselängd och Apgar-poäng vid 5 minuters ålder). Dessa saknade uppgifter samlades in från det Svenska Medicinska Födelseregistret vid Socialstyrelsen oktober 2017. Födelsevikt, längd och huvudomfång har omvandlats till standard deviation scores (SDS, z-scores) som tar hänsyn till barnets kön och gestationsålder med hjälp av referensdata för den svenska populationen (Niklasson A et al, BMC Pediatrics, 2008).

Publikationer, avhandlingar och pågående projekt

Allbrand M, Bjorkqvist M, Nilsson K, Ostlund I, Aman J. Placental gene expression of inflammatory markers and growth factors - a case control study of obese and normal weight women. J Perinat Med. 2015; 43: 159-64. PMID: 25014513. DOI: 10.1515/jpm-2013-0343

Allbrand M, Aman J, Lodefalk M. Placental ghrelin and leptin expression and cord blood ghrelin, adiponectin, leptin, and C-peptide levels in severe maternal obesity. J Matern Fetal Neonatal Med. 2018; 31: 2839-46. PMID: 28783996. DOI: 10.1080/14767058.2017.1358262

Allbrand M, Aman J, Nilsson K, Cao Y, Lodefalk M. Expression of genes involved in inflammation and growth - does sampling site in human full-term placenta matter? J Perinat Med. 2019; 47: 539-46. PMID: 30920955. DOI: 10.1515/jpm-2018-0290

Ostling H, Kruse R, Helenius G, Lodefalk M. Placental expression of microRNAs in infants born small for gestational age. Placenta. 2019; 81: 46-53. PMID: 31138431. DOI: 10.1016/j.placenta.2019.05.001

Allbrand, M. (2020). Gene expression of inflammatory markers and growth factors in placenta in relation to maternal obesity and foetal and postnatal growth. Örebro: Örebro University. Dissertation.

Lodefalk M, Allbrand M, Montgomery S. Duration of the pushing phase of labour is inversely associated with the expression of TNF, IL6, IGF1 and IGF2 in human placenta. The Journal of Maternal-Fetal & Neonatal HealthThe Journal of Maternal-Fetal & Neonatal Health, https://doi.org/10.1080/14767058.2021.1916459

Roxenlund F, Kruse R, Östling H, Lodefalk M. Differential microRNA expression in placentas of small-for-gestational age neonates with and without exposure to poor maternal gestational weight gain. https://doi.org/10.1515/jpm-2020-0597. 

Allbrand M, Eklund D, Cao Y, Nilsson K, Lodefalk M. Gene expression of leptin, leptin receptor isoforms, and inflammatory cytokines in placentas of obese women – associations to birth weight and foetal sex. https://doi.org/10.1016/j.placenta.2021.10.002

Proteome expression in human placenta exposed to maternal smoking during the pregnancy

Lodefalk, M. , Chelslín, F. , Patriksson Karlsson, J. & Hansson, S. R. (2023). Placental Changes and Neuropsychological Development in Children-A Systematic Review. Cells, 12 (3).

Östling, H. , Lodefalk, M. , Backman, H. & Kruse, R. (2022). Global microRNA and protein expression in human term placenta. Frontiers in Medicine, 9.