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Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 12554 (2023) Citer cet article

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Les métabolites de dégradation du tryptophane formés le long de la voie de la kynurénine jouent un rôle important dans la grossesse et le développement fœtal. Pour comprendre leur implication, il est crucial de quantifier les niveaux de tryptophane (TRP), de kynurénine (KYN) et d'acide kynurénique (KYNA) dans des échantillons biologiques pertinents tels que le placenta, les membranes fœtales et le cordon ombilical. Cette étude a utilisé la spectrométrie de masse en tandem par chromatographie liquide (LC-MS/MS) pour déterminer les niveaux de TRP, KYN et KYNA. La méthode LC-MS/MS a été optimisée pour une sensibilité et une spécificité élevées, démontrant une bonne reproductibilité avec une précision < 10 % CV et une exactitude de 85 à 115 %. La limite inférieure de quantification pour TRP et KYN était de 0,5 µg/ml, tandis que pour KYNA, elle était de 0,5 ng/mL. La méthode a montré une linéarité dans la plage de concentrations examinée dans l'homogénat, allant de 0,5 à 30 µg/ml pour TRP et KYN et de 0,5 à 25 ng/ml pour KYNA. En utilisant cette méthode, nous avons trouvé des différences significatives dans les concentrations de ces substances dans les compartiments materno-fœtaux étudiés. Les échantillons de placenta présentaient des concentrations de KYN plus élevées et de KYNA plus faibles que celles du cordon ombilical et de la membrane fœtale, ce qui indique un rôle potentiellement important des kynurénines en fin de grossesse. Collectivement, ces découvertes pourraient faciliter la poursuite des recherches et fournir des informations sur l’implication de la voie kynurénine du métabolisme du TRP dans le développement fœtal.

Le L-Tryptophane (TRP) est un acide aminé essentiel principalement métabolisé par la voie de la kynurénine (KP)1. Dans des conditions normales, le TRP est converti par la tryptophane 2,3-dioxygénase hépatique (TDO-2) et l'indoléamine extrahépatique 2,3-dioxygénase (IDO)-1 et IDO-22,3. Ces enzymes catalysent la conversion du TRP en N-formyl-kynurénine, qui peut ensuite être métabolisée en L-kynurénine (KYN) et ses métabolites en aval, conduisant finalement à la formation de nicotinamide adénine dinucléotide (NAD+)4.

Le KP permet la formation de nombreux métabolites ayant des fonctions différentes, notamment la modulation de l’immunité5,6 et de l’inflammation7,8. De plus, ces métabolites jouent un rôle essentiel dans la physiologie du stress, car les facteurs de stress de la vie quotidienne peuvent affecter la production de métabolites de dégradation du TRP9. L’un de ces métabolites est le KYN, un agoniste du récepteur des hydrocarbures aryliques (AhR)10. Ce récepteur est exprimé de manière omniprésente dans les tissus humains et implique de nombreuses fonctions métaboliques. Cependant, son activation joue également un rôle essentiel dans les processus pathologiques, notamment l’inflammation et la cancérogenèse11,12. KYN sert de précurseur de l'acide kynurénique (KYNA), un antagoniste endogène du N-méthyl-D-aspartate (NMDA) et des récepteurs nicotiniques alpha7 de l'acétylcholine, qui est impliqué dans l'inflammation13 et est largement étudié pour son rôle dans divers troubles du système nerveux central. système nerveux (SNC)14,15,16. Des études récentes ont montré que KYNA est un agoniste du récepteur 35 couplé à la protéine G (GPR35)17 et de l'AhR10. KYNA sert également de biomarqueur directement en corrélation avec les événements stressants9,18. Par exemple, des modèles animaux ont révélé que le stress augmente la concentration de KYNA dans l’organisme au fil du temps, entraînant une réponse biologique généralisée au stress dépendant de KYNA18,19.

De plus, le KP est impliqué dans de nombreux processus physiologiques, jouant un rôle essentiel dans la grossesse en régulant la tolérance vasculaire et immunitaire placentaire et en assurant une neuroprotection1,2,20,21. Par exemple, le rôle fonctionnel de l’IDO dans le maintien de la grossesse dans le placenta des mammifères a été démontré in vivo, où l’inhibition de l’IDO a entraîné une fausse couche chez la souris22. De plus, le TDO, une autre enzyme clé dans la principale voie de dégradation du TRP, maintient la tolérance immunitaire fœtale et maternelle23.

Concernant la grossesse et le tissu placentaire, KYN peut traverser le placenta et la barrière hémato-encéphalique fœtale. Une administration orale unique de KYN à des mères de souris gravides a augmenté les taux de KYN dans le plasma et le cerveau fœtaux24. Dans les études animales, la supplémentation continue en KYN chez les mères a provoqué des troubles de la mémoire chez la progéniture adulte des animaux ayant reçu du KYN pendant la période prénatale et postnatale24,25. Il a été démontré que KYNA joue un rôle essentiel dans la croissance fœtale, en particulier dans le développement du SNC in utero, comme l'ont démontré Notarangelo et Schwarcz26. Étant donné que le placenta est un organe vital dans le développement fœtal, servant de principale source de nutriments et d’oxygène pour le fœtus en développement, la compréhension des fonctions périphériques de KYNA dans la physiologie des tissus placentaires suscite un intérêt croissant. Malgré son rôle crucial dans les tissus périphériques, la régulation de KYNA dans le placenta reste mal comprise. Le TRP est un acide aminé nécessaire à la synthèse des protéines et un précurseur métabolisé avec la sérotonine et les KP. Fait intéressant, il a été démontré il y a quelques années que le TRP est un agoniste des récepteurs couplés aux protéines G (GPR) 13927 et GPR14228. Les données sur le rôle de ces récepteurs sont aujourd’hui remarquablement rares. Si la présence de ces récepteurs dans les tissus associés à la grossesse est confirmée, la mesure des niveaux de TRP gagnera en pertinence. Par conséquent, cette étude vise à étudier les niveaux de TRP, KYN et KYNA en présentant une méthode validée pour leur quantification dans des échantillons de placenta humain, de membranes fœtales et de cordon ombilical à l'aide de la spectrométrie de masse en tandem par chromatographie liquide (LC-MS/MS). Cette méthode fournit un outil fiable et sensible pour étudier TRP, KYN et KYNA dans des échantillons de placenta. Cela pourrait offrir des informations précieuses sur la régulation du contenu de ces molécules dans le placenta et leurs implications potentielles pour le développement fœtal.