METTL3 régule l’expression des transporteurs de glucose dans le placenta exposé à l’hyperglycémie via la voie de signalisation mTOR
L’hyperglycémie pendant la grossesse (HPG), incluant le diabète gestationnel (DG) et le diabète prégestationnel (DPG), représente un problème de santé majeur associé à des complications maternelles et fœtales. Le placenta, site central des échanges nutritifs materno-fœtaux, utilise les transporteurs de glucose (GLUT) pour faciliter ce processus. Cependant, les mécanismes régulant l’expression des GLUT dans les placentas exposés à l’hyperglycémie restent mal élucidés. Cette étude explore le rôle de la méthyltransférase METTL3 dans la régulation des GLUT via la voie de signalisation mTOR (mammalian target of rapamycin) dans des placentas exposés à l’hyperglycémie.
Introduction
L’HPG, comprenant le DG et le DPG, est une pathologie fréquente augmentant les risques de complications maternelles et fœtales. Les GLUT, codés par la famille de gènes SLC2A, sont essentiels au transport du glucose vers le fœtus. Parmi ces transporteurs, GLUT1 est le principal impliqué dans le transfert materno-fœtal, tandis que GLUT3 et GLUT4 jouent également des rôles clés. Des altérations de l’expression des GLUT ont été observées dans les placentas exposés à l’HPG, mais leurs mécanismes restent obscurs.
La voie mTOR, régulateur majeur du transport nutritif et du développement placentaire, existe sous deux complexes (mTORC1 et mTORC2). Son activité est augmentée dans les placentas hyperglycémiques. Bien que mTOR régule le transport des acides aminés, son rôle dans le transport du glucose est moins connu. Cette étude émet l’hypothèse qu’un excès de glucose induit une surexpression de METTL3, modulant l’expression des GLUT via l’activation de mTOR dans les trophoblastes.
Méthodes
Participants
L’étude inclut 12 femmes enceintes atteintes de diabète de type 2 (DT2) mal contrôlé et 12 témoins normoglycémiques. Les participantes ont été recrutées à l’Hôpital universitaire Pékin First. Les critères d’exclusion incluaient les grossesses multiples, les accouchements prématurés et les complications obstétricales majeures. Le DT2 a été défini selon les recommandations FIGO, avec un contrôle glycémique insuffisant indiqué par un taux d’albumine glyquée (GA) >16 % ou d’hémoglobine A1c (HbA1c) >6 %.
Immunohistochimie (IHC)
Les tissus placentaires ont été prélevés lors de césariennes et analysés par IHC. Les sections ont été marquées avec des anticorps dirigés contre mTOR, mTOR phosphorylé (p-mTOR), GLUT1, GLUT3, GLUT4 et METTL3. Les expressions protéiques ont été quantifiées via le logiciel Image Pro Plus 6.0.
Culture cellulaire et traitements
Des cellules trophoblastiques BeWo ont été exposées à différentes concentrations de glucose (5,5 mmol/L, 11,1 mmol/L et 25 mmol/L) mimant des conditions physiologiques, prédiabétiques et diabétiques. L’inhibiteur de mTOR (rapamycine, RAPA) et l’activateur MHY1485 ont été utilisés pour moduler l’activité de mTOR.
Interférence ARN et surexpression
Des siARN ont permis d’inhiber raptor (mTORC1), rictor (mTORC2) et METTL3 dans les cellules BeWo. La surexpression de METTL3 a été réalisée via un plasmide. Les transfections ont été effectuées avec Lipofectamine RNA iMax ou Lipofectamine 3000, et les analyses réalisées 72 heures post-transfection.
qRT-PCR et Western Blot (WB)
L’ARNm et les protéines de tissus placentaires et de cellules BeWo ont été extraits. La qRT-PCR a quantifié les ARNm des gènes cibles, et le WB les niveaux protéiques à l’aide d’anticorps spécifiques.
Immunofluorescence (IF)
Les cellules BeWo ont été fixées, perméabilisées et marquées avec des anticorps anti-GLUT1, ATPA1 (marqueur membranaire) et METTL3. Les images ont été analysées par microscopie confocale et quantifiées avec ImageJ.
Culture d’explants placentaires
Des explants placentaires de femmes ayant accouché prématurément ont été traités avec ou sans RAPA pendant 48 heures avant analyse par qRT-PCR.
Résultats
Caractéristiques maternelles et néonatales
Aucune différence significative n’a été observée concernant l’âge maternel, l’IMC pré-grossesse, le gain de poids gestationnel, le poids de naissance ou le poids placentaire entre les groupes DT2 et témoins. Cependant, l’âge gestationnel à l’accouchement était inférieur dans le groupe DT2 en raison de terminaisons précoces pour diabète mal contrôlé.
Activation de mTOR et expression des GLUT dans le placenta
Les niveaux de mTOR et p-mTOR étaient significativement plus élevés dans le groupe DT2. L’expression de GLUT1 était augmentée, tandis que celle de GLUT4 diminuait. Aucune différence significative n’a été observée pour GLUT3. L’expression de GLUT1 était corrélée positivement avec p-mTOR.
Effet du glucose sur l’expression des GLUT et l’activation de mTOR in vitro
Dans les cellules BeWo, une concentration élevée de glucose (25 mmol/L) a augmenté les ARNm de GLUT1 et GLUT3, ainsi que la protéine GLUT1. La voie mTOR était également activée. À l’inverse, l’expression des GLUT diminuait avec l’hyperglycémie dans les lignées HTR8/SVneo et JAR.
Effet de l’activation ou inhibition de mTOR sur les GLUT
L’inhibition de mTOR par RAPA a atténué l’augmentation des ARNm de GLUT1 et GLUT3 induite par l’hyperglycémie. La suppression de raptor ou rictor a réduit l’expression des GLUT. À l’inverse, l’activation de mTOR par MHY1485 a stimulé leur expression.
Translocation membranaire de GLUT1
L’hyperglycémie a augmenté la translocation membranaire de GLUT1 dans les cellules BeWo, visualisée par colocalisation avec ATPA1. Cependant, l’activité mTOR n’influençait pas ce processus.
Hyperglycémie et modulation de METTL3
Les niveaux d’ARNm et protéiques de METTL3 étaient significativement plus élevés dans les placentas DT2 et les cellules BeWo traitées avec du glucose élevé. La translocation nucléaire de METTL3 augmentait également sous hyperglycémie.
Rôle de METTL3 dans la régulation des GLUT via mTOR
La suppression de METTL3 a réduit l’expression des GLUT et l’activité mTOR, tandis que sa surexpression a eu l’effet inverse. La réduction des GLUT après inhibition de METTL3 a été restaurée par MHY1485, confirmant le rôle de METTL3 via mTOR.
Discussion
Cette étude démontre que l’hyperglycémie induit une surexpression de METTL3 dans les trophoblastes, régulant ainsi les GLUT via la voie mTOR. Ce mécanisme pourrait expliquer les anomalies de transport nutritif observées dans les placentas diabétiques. L’augmentation de GLUT1 reflète une réponse adaptative à l’hyperglycémie, tandis que la diminution de GLUT4 pourrait être liée à l’insulinorésistance.
L’activation de mTOR sous hyperglycémie suggère son rôle dans l’adaptation placentaire aux besoins fœtaux. L’implication de METTL3 souligne l’importance de la méthylation de l’ARN dans la régulation génique.
Conclusion
Cette étude révèle que l’hyperglycémie active METTL3 dans les trophoblastes, régulant l’expression des GLUT via mTOR. Ces résultats éclairent les mécanismes moléculaires de l’HPG et ouvrent des perspectives thérapeutiques ciblant METTL3 et mTOR.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000002840