Expression of the serotonergic system components in the placenta in various types of preeclampsia

Cover Page


Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

BACKGROUND: The serotonergic system plays an important role in the formation and development of the feto-placental complex. The study of the expression of the serotonin system components, including placental 5-HT2A (serotonin receptor) and SERT (serotonin transporter), in preeclampsia will create prerequisites for discovering new ways to correct hypertensive pregnancy complications and methods of influencing pregnancy outcomes.

AIM: The aim of this study was to compare the expressions of 5-HT2A and SERT in placental tissue in pure preeclampsia and its combinations with other complications of pregnancy.

MATERIALS AND METHODS: A comparative cohort study was conducted among patients with different preeclampsia phenotypes: preeclampsia (n = 6), preeclampsia and gestational diabetes mellitus (n = 6), gestational diabetes mellitus and superimposed preeclampsia (preeclampsia + chronic arterial hypertension) (n = 6), and normal pregnancy without pregnancy complications (n = 6). The expression of 5-HT2A (Abcam, USA) and SERT (BiossAntibodies, USA) was studied in placenta samples from all study groups by immunohistochemical method. Morphometric analysis was performed using the VideoTest-Morphology 5.2 program (Videotest Ltd., Russia). The database was constructed and statistical processing was performed using Microsoft Excel 2007 (Microsoft Corporation, USA) and the StatTech program v. 2.6.4 (Stattech Ltd., Russia).

RESULTS: The expression of SERT and 5-HT2A is higher in the studied pregnancy complications when compared to the normal one. The relative 5-HT2A expression area in the placenta among the studied nosologies is higher in preeclampsia without gestational diabetes mellitus or in superimposed preeclampsia in combination with chronic arterial hypertension compared to expression in placentas in preeclampsia in combination with gestational diabetes mellitus or in preeclampsia in combination with gestational diabetes mellitus and chronic arterial hypertension (p = 0.02 and p = 0.017, respectively). The relative area of SERT expression is higher in preeclampsia without gestational diabetes mellitus or chronic arterial hypertension and in preeclampsia in combination with gestational diabetes mellitus compared to preeclampsia in combination with gestational diabetes mellitus and chronic arterial hypertension (p = 0.002 and p = 0.012, respectively).

CONCLUSIONS: The highest expressions of 5-HT2A and SERT among the studied preeclampsia phenotypes were found in placentas in preeclampsia without gestational diabetes mellitus or chronic arterial hypertension.

About the authors

Ofelia A. Bettikher

Almazov National Medical Research Centre; The Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproductology named after D.O. Ott

Author for correspondence.
Email: ophelia.bettikher@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-1161-1558
SPIN-code: 4398-3964
Scopus Author ID: 57190122861
ResearcherId: AAH-8832-2020

MD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Saint Petersburg; Saint Petersburg

Olga A. Belyaeva

Almazov National Medical Research Centre

Email: belyaevaolga0138@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6970-7085
SPIN-code: 2229-5409
Russian Federation, Saint Petersburg

Albina I. Dukovich

Almazov National Medical Research Centre

Email: alyadukovich@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-7912-035X
Russian Federation, Saint Petersburg

Olga M. Vorobeva

Almazov National Medical Research Centre

Email: olgarasp@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-1349-7349
SPIN-code: 3327-7617
Scopus Author ID: 57205331117
ResearcherId: AAZ-5818-2020

MD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Saint Petersburg

Tatiana G. Tral

The Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproductology named after D.O. Ott

Email: ttg.tral@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8948-4811
SPIN-code: 1244-9631
Scopus Author ID: 37666260400

MD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Saint Petersburg

Gulrukhsor Kh. Tolibova

The Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproductology named after D.O. Ott

Email: gulyatolibova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6216-6220
SPIN-code: 7544-4825
Scopus Author ID: 23111355700
ResearcherId: Y-6671-2018

MD, Dr. Sci. (Med.)

Russian Federation, Saint Petersburg

Viktor A. Bart

Almazov National Medical Research Centre

Email: vbartvit@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9406-4421
SPIN-code: 9400-0754
Scopus Author ID: 8314645900

Cand. Sci. (Phys. & Math.)

Russian Federation, Saint Petersburg

Igor Yu. Kogan

Almazov National Medical Research Centre; The Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproductology named after D.O. Ott

Email: ikogan@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7351-6900
SPIN-code: 6572-6450
Scopus Author ID: 56895765600
ResearcherId: P-4357-2017

MD, Dr. Sci. (Med.), Professor, Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences

Russian Federation, Saint Petersburg; Saint Petersburg

Irina E. Zazerskaya

Almazov National Medical Research Centre; The Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproductology named after D.O. Ott

Email: zazera@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4431-3917
SPIN-code: 5683-6741
Scopus Author ID: 55981393900
ResearcherId: AAI-1309-2020

MD, Dr. Sci. (Med.), Professor

Russian Federation, Saint Petersburg; Saint Petersburg

References

  1. Valencia-Ortega J, Saucedo R, Sánchez-Rodríguez MA, et al. Epigenetic alterations related to gestational diabetes mellitus. Int J Mol Sci. 2021;22(17). doi: 10.3390/ijms22179462
  2. Watts SW. 5-HT in systemic hypertension: foe, friend or fantasy? Clinical Science. 2005;108(5):399–412. doi: 10.1042/cs20040364
  3. Hadden C, Fahmi T, Cooper A, et al. Serotonin transporter protects the placental cells against apoptosis in caspase 3-independent pathway. J Cell Physiol. 2017;232(12):3520–3529. doi: 10.1002/jcp.25812
  4. Bönisch H, Fink KB, Malinowska B, et al. Serotonin and beyond — a tribute to Manfred Göthert (1939-2019). Naunyn-Schmiedeberg’s Arch Pharmacol. 2021;394(9):1829–1867. doi: 10.1007/s00210-021-02083-5
  5. Athar S. Serotonin and tryptophan. In: Encyclopedia of movement disorders. Ed. by K. Kompoliti, L. Verhagen Metman. Amsterdam: Elsevier; 2010. P. 104–108. doi: 10.1016/b978-0-12-374105-9.00001-0
  6. Gumusoglu S, Scroggins S, Vignato J, et al. The serotonin-immune axis in preeclampsia. Curr Hypertens Rep. 2021;23(7):37. doi: 10.1007/s11906-021-01155-4
  7. Mercado CP, Kilic F. Molecular mechanisms of SERT in platelets: regulation of plasma serotonin levels. Molecular Interventions. 2010;10(4):231–241. doi: 10.1124/mi.10.4.6
  8. Ni W, Watts SW. 5-hydroxytryptamine in the cardiovascular system: focus on the serotonin transporter (SERT). Clin Exp Pharmacol Physiol. 2006;33(7):575–583. doi: 10.1111/j.1440-1681.2006.04410.x
  9. Fraer M, Kilic F. Serotonin: a different player in hypertension-associated thrombosis. Hypertension. 2015;65(5):942–948. doi: 10.1161/hypertensionaha.114.05061
  10. Iwabayashi M, Taniyama Y, Sanada F, et al. Role of serotonin in angiogenesis: Induction of angiogenesis by sarpogrelate via endothelial 5-HT1B/Akt/eNOS pathway in diabetic mice. Atherosclerosis. 2012;220(2):337–342. doi: 10.1016/j.atherosclerosis.2011.10.042
  11. Deroy K, Côté F, Fournier T, et al. Serotonin production by human and mouse trophoblast: involvement in placental development and function. Placenta. 2013;34(9). doi: 10.1016/j.placenta.2013.06.214
  12. Balsells M, García-Patterson A, Gich I, et al. Major congenital malformations in women with gestational diabetes mellitus: a systematic review and meta-analysis. Diabetes Metab Res Rev. 2012;28(3):252–257. doi: 10.1002/dmrr.1304
  13. Murthi P, Vaillancourt C. Placental serotonin systems in pregnancy metabolic complications associated with maternal obesity and gestational diabetes mellitus. Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis. 2019;1866(2). doi: 10.1016/j.bbadis.2019.01.017
  14. Goeden N, Velasquez J, Arnold KA, et al. Maternal inflammation disrupts fetal neurodevelopment via increased placental output of serotonin to the fetal brain. J Neurosci. 2016;36(22):6041–6049. doi: 10.1523/JNEUROSCI.2534-15.2016
  15. Baković P, Kesić M, Perić M, et al. Differential serotonin uptake mechanisms at the human maternal-fetal interface. In J Mol Sci. 2021;22(15). doi: 10.3390/ijms22157807
  16. Ayme-Dietrich E, Aubertin-Kirch G, Maroteaux L, et al. Cardiovascular remodeling and the peripheral serotonergic system. Arch Cardiovasc Dis. 2017;110(1):51–59. doi: 10.1016/j.acvd.2016.08.002
  17. Staff AC, Johnsen GM, Dechend R, et al. Preeclampsia and uteroplacental acute atherosis: immune and inflammatory factors. J Reprod Immunol. 2014;101–102:120–126. doi: 10.1016/j.jri.2013.09.001
  18. Blazevic S, Horvaticek M, Kesic M, et al. Epigenetic adaptation of the placental serotonin transporter gene (SLC6A4) to gestational diabetes mellitus. Plos One. 2017;12(6). doi: 10.1371/journal.pone.0179934
  19. Bettikher OA, Zazerskaya IE, Popova PV, et al. Preeclampsia features in pregnancy with gestational diabetes mellitus. Journal of Obstetrics and Women’s Diseases. 2019;68(5):19–36. (In Russ.). doi: 10.17816/JOWD68519-36
  20. El-Tarhouny SA, Almasry SM, Elfayomy AK, et al. Placental growth factor and soluble Fms-like tyrosine kinase 1 in diabetic pregnancy: a possible relation to distal villous immaturity. Histol Histopathol. 2014;29(2):259–272. doi: 10.14670/HH-29.259
  21. Troncoso F, Acurio J, Herlitz K, et al. Gestational diabetes mellitus is associated with increased pro-migratory activation of vascular endothelial growth factor receptor 2 and reduced expression of vascular endothelial growth factor receptor 1. Plos One. 2017;12(8). doi: 10.1371/journal.pone.0182509
  22. Kapustin RV. Possibilities for prediction and prevention of preeclampsia in women with diabetes mellitus. Journal of Obstetrics and Women’s Diseases. 2018;67(3):20–29. (In Russ.). doi: 10.17816/JOWD67320-29
  23. Kapustin RV, Arzhanova ON, Polyakova VO. Vascular tropic signaling molecules expression in the placental tissue samples from puerperae with gestational diabetes mellitus. Molecular Medicine. 2012;(5):45–49. (In Russ.)
  24. Rosenfeld CS. Placental serotonin signaling, pregnancy outcomes, and regulation of fetal brain development. Biol Reprod. 2020;102(3):532–538. doi: 10.1093/biolre/ioz204
  25. Chanrion B, Mannoury la Cour C, Bertaso F, et al. Physical interaction between the serotonin transporter and neuronal nitric oxide synthase underlies reciprocal modulation of their activity. Proc Natl Acad Sci USA. 2007; 104(19):8119–8124. doi: 10.1073/pnas.0610964104
  26. Patrick Davis R, Linder AE, Watts SW. Lack of the serotonin transporter (SERT) reduces the ability of 5-hydroxytryptamine to lower blood pressure. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol. 2011;383(5):543–546. doi: 10.1007/s00210-011-0622-1
  27. Monassier L, Maroteaux L. Serotonin and cardiovascular diseases. In: Serotonin: The Mediator That Spans Evolution. Ed. by P.M. Pilowsky. Amsterdam: Elsevier; 2019. P. 203–238. doi: 10.1016/b978-0-12-800050-2.00012-7
  28. Aflyatumova GN, Nigmatullina RR, Sadykova DI, et al. Endothelin-1, nitric oxide, serotonin and high blood pressure in male adolescents. Vasc Health Risk Manag. 2018;14:213–223. doi: 10.2147/VHRM.S170317
  29. Iqbal M, Audette MC, Petropoulos S, et al. Placental drug transporters and their role in fetal protection. Placenta. 2012;33(3):137–142. doi: 10.1016/j.placenta.2012.01.008

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Figure. Chronic placental insufficiency, dissociated form with hypervascularization and plethora of the vascular bed of the villi (a). Terminal type of placental development that corresponds to the gestational age (b). Hematoxylin and eosin staining, zoom ×200

Download (269KB)
Indexing metadata
3. Table_3_1

Download (62KB)
Indexing metadata
4. Table 3_1_

Download (68KB)
Indexing metadata
5. Таб_3_2_Экспрессия SLC6A (SERT)

Download (64KB)
Indexing metadata
6. Tabl_3_1_Экспрессия 5-HT2A

Download (66KB)
Indexing metadata
7. Tabl_3_2_Экспрессия SLC6A (SERT)

Download (68KB)
Indexing metadata
8. Tabl_3_2_Экспрессия 5-HT2A

Download (63KB)
Indexing metadata
9. Tabl_3_4_Экспрессия SLC6A (SERT)

Download (45KB)
Indexing metadata
10. Tabl_3_4_Экспрессия 5-HT2A

Download (56KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Eсо-Vector



Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».