Premature placental aging in term small-for-gestational-age and growth-restricted fetuses.

ABSTRACT

OBJECTIVE: To perform a comprehensive assessment of the placental aging process in small term fetuses classified as being small-for-gestational age (SGA) or having fetal growth restriction (FGR) through analysis of senescence and apoptosis markers. METHODS: This was a prospective nested case-control study of singleton pregnancies delivered at term, including 21 control pregnancies with normally grown fetuses and 36 with a small fetus classified as SGA (birth weight between the 3rd and 9th percentiles and normal fetoplacental Doppler; n = 18) or FGR (birth weight < 3rd percentile and/or abnormal cerebroplacental ratio and/or uterine artery Doppler; n = 18). Telomerase activity, telomere length (quantified by comparing the amount of amplification product for the telomere sequence (T) to that of a single copy of the gene 36B4 (S)) and RNA expression of senescence (Sirtuins 1, 3 and 6) and apoptosis (p53, p21, BAX and Caspases 3 and 9) markers (analyzed using the 2-ΔΔCt method) were determined in placental samples collected at birth and compared between the three groups. RESULTS: Compared to pregnancies with a normally grown fetus, both SGA and FGR pregnancies presented signs of accelerated placental aging, including lower telomerase activity (mean ± SD, 12.8 ± 6.6% in controls vs 7.98 ± 4.2% in SGA vs 7.79 ± 4.6% in FGR; P = 0.008), shorter telomeres (mean ± SD T/S ratio, 1.20 ± 0.6 in controls vs 1.08 ± 0.9 in SGA vs 0.66 ± 0.5 in FGR; P = 0.047) and reduced Sirtuin-1 RNA expression (mean ± SD 2-ΔΔCt , 1.55 ± 0.8 in controls vs 0.91 ± 0.8 in SGA vs 0.63 ± 0.5 in FGR; P = 0.001) together with increased p53 RNA expression (median (interquartile range) 2-ΔΔCt , 1.07 (0.3-3.3) in controls vs 5.39 (0.6-15) in SGA vs 3.75 (0.9-7.8) in FGR; P = 0.040). FGR cases presented signs of apoptosis, with increased Caspase-3 RNA levels (median (interquartile range) 2-ΔΔCt , 0.94 (0.7-1.7) in controls vs 3.98 (0.9-31) in FGR; P = 0.031) and Caspase-9 RNA levels (median (interquartile range) 2-ΔΔCt , 1.21 (0.6-4.0) in controls vs 3.87 (1.5-9.0) in FGR; P = 0.037) compared with controls. In addition, Sirtuin-1 RNA expression, telomerase activity, telomere length and Caspase-3 activity showed significant linear trends across groups as severity of the condition increased. CONCLUSIONS: Accelerated placental aging was observed in both clinical forms of late-onset fetal smallness (SGA and FGR), supporting a common pathophysiology and challenging the concept of SGA fetuses being constitutionally small. Copyright © 2018 ISUOG. Published by John Wiley & Sons Ltd.

RESUMEN

Envejecimiento prematuro de la placenta en fetos pequeños para la edad gestacional y con restricción del crecimiento OBJETIVO: Realizar una evaluación integral del proceso de envejecimiento de la placenta en fetos a término clasificados como pequeños para la edad gestacional (PEG) o con restricción del crecimiento fetal (RCF) mediante el análisis de los marcadores de senescencia y apoptosis. MÉTODOS: Este fue un estudio prospectivo de casos y controles anidados de embarazos únicos a término, que incluyó 21 embarazos de control con fetos de crecimiento normal y 36 con un feto clasificado como PEG (peso al nacer entre los percentiles 3o y 9o y Doppler fetoplacentario normal; n=18) o con RCF (peso al nacer menor del percentil 3o y/o relación cerebroplacentaria anómala y/o Doppler de la arteria uterina; n=18). La actividad de la telomerasa, la longitud de los telómeros (cuantificada comparando la cantidad de producto de amplificación para la secuencia de telómeros (T) con la de una sola copia del gen 36B4 (S)) y la expresión del ARN de la senescencia (Sirtuinas 1, 3 y 6) y los marcadores de apoptosis (p53, p21, BAX y Caspasas 3 y 9) (analizados usando el método 2-∆∆Ct ) se determinaron en muestras de placenta obtenidas en el momento del nacimiento y se compararon entre los tres grupos. RESULTADOS: En comparación con los embarazos con un feto de crecimiento normal, tanto los embarazos PEG y con RCF presentaron signos de envejecimiento placentario acelerado, como una menor actividad de la telomerasa (media ± SD, 12,8 ± 6,6% en los controles frente a 7,98 ± 4,2% en PEG frente a 7,79 ± 4,6% en RCF; P=0,008), telómeros más cortos (media ± SD razón T/S, 1,20 ± 0,6 en los controles frente a 1,08 ± 0,9 en PEG frente a 0,66 ± 0,5 en RCF; P=0,047) y expresión reducida de la Sirtuina 1 en el ARN (media ± SD 2-∆∆Ct , 1,55 ± 0,8 en los controles frente a 0,91 ± 0,8 en PEG frente a 0,63 ± 0,5 en RCF; P=0,001), junto con una mayor expresión del p53 en el ARN (mediana (rango intercuartil) 2-∆∆Ct , 1,07 (0,3-3,3) en los controles frente a 5,39 (0,6-15) en PEG frente a 3,75 (0,9-7,8) en RCF; P=0,040). Los casos de RCF presentaron signos de apoptosis, con un aumento de los niveles en ARN de la Caspasa 3 (mediana (rango intercuartil) 2-∆∆Ct , 0,94 (0,7-1,7) en los controles frente a 3,98 (0,9-31) en RCF; P=0,031) y Caspasa 9 (mediana (rango intercuartil) 2-∆∆Ct , 1,21 (0,6-4,0) en los controles frente a 3,87 (1,5-9,0) en RCF; P=0,037) en comparación con los controles. Además, la expresión de la Sirtuina 1 en el ARN, la actividad de la telomerasa, la longitud de los telómeros y la actividad de la Caspasa 3 mostraron tendencias lineales significativas entre los grupos en función del aumento de la severidad de la anomalía. CONCLUSIONES: Se observó un envejecimiento acelerado de la placenta en ambas formas clínicas de tamaño pequeño del feto de inicio tardío (PEG y RCF), lo que apoya una fisiopatología común y pone en tela de juicio el concepto de que los fetos PEG son en pequeños por su propia condición.