Introduction
Le placenta, organe vital transitoire, assure les échanges essentiels entre la mère et le fœtus pendant la grossesse. Il constitue une interface complexe où les circulations maternelle et fœtale coexistent sans jamais se mélanger. L'étude du placenta, notamment de sa structure et de son fonctionnement, est cruciale pour comprendre le déroulement normal de la grossesse et les pathologies qui peuvent l'affecter. Cet article se penche sur la traversée syncytiale, un aspect fondamental de la physiologie placentaire, en s'appuyant sur les données scientifiques actuelles.
Formation et structure du placenta
Le développement du placenta humain est un processus complexe qui débute dès l'implantation de l'embryon.
Implantation et formation des villosités primordiales
L'implantation de l'embryon humain est un processus finement orchestré qui se déroule en plusieurs étapes.
- Formation du syncytiotrophoblaste : Au contact de l'épithélium utérin, le trophectoderme cellulaire du blastocyste se transforme en syncytiotrophoblaste, une couche cellulaire multinucléée qui permet l'infiltration du conceptus dans l'endomètre (à 6 jours post-conception - JPC).
- Création de l'espace intervilleux : Des lacunes se forment dans le syncytiotrophoblaste (à 8 JPC) et fusionnent pour créer l'espace intervilleux entre les trabécules syncytiales.
- Prolifération du cytotrophoblaste : Le cytotrophoblaste, dérivé du trophectoderme, prolifère et s'engouffre dans le syncytiotrophoblaste des villosités primordiales (à 12 JPC) pour former des colonnes cytotrophoblastiques (CC).
- Vasculogénèse : Ces colonnes de cytotrophoblaste sont envahies par des cellules du mésoderme extra-embryonnaire (à 14 JPC), où apparaissent les premiers vaisseaux fœtaux (vers 18 JPC). Le mésoderme repousse les cellules cytotrophoblastiques à la base des villosités, donnant naissance au cytotrophoblaste extravillositaire (CEV).
Certaines villosités atteignent l'endomètre et sont appelées villosités crampons, tandis que les autres sont dites flottantes. Le cytotrophoblaste continue à proliférer à la base des villosités crampons, enveloppant toute la surface du conceptus et obstruant les artères spiralées utérines avant 43-44 JPC.
Invasion trophoblastique et remodelage des artères spiralées
La prolifération du cytotrophoblaste entraîne une première vague d'invasion du tissu interstitiel de l'endomètre et des artères spiralées par voie périvasculaire ou endovasculaire. Une seconde vague d'invasion, atteignant la partie interne du myomètre et de ses vaisseaux, survient vers 16-18 SA.
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L'invasion par le cytotrophoblaste extravillositaire provenant de la base des villosités crampons remodèle la paroi musculo-élastique des artères spiralées, responsable de leur forte résistance à l'écoulement du sang. Le cytotrophoblaste dissocie la paroi musculo-élastique des artères et se substitue par endroits à l'endothélium. Ces remaniements aboutissent à la formation d'artères utéro-placentaires de faible impédance, insensibles aux stimulations vasomotrices, permettant ainsi une augmentation du débit sanguin en fonction des besoins nutritionnels croissants de l'embryon et l'irrigation continue de l'espace intervilleux.
Au cours de l'invasion de la décidue et de ses vaisseaux, le cytotrophoblaste acquiert des phénotypes variés, se traduisant par l'expression de marqueurs cytologiques spécifiques. Différentes sous-unités d'intégrines sont observées selon que le cytotrophoblaste est de type épithélial (α3β4, α6β4), interstitiel (α1β3, α5β1) ou endovasculaire (α1β3, αVβ3). Le cytotrophoblaste utilise également des métalloprotéases matricielles (MMP) synthétisées et activées au cours de la progression des cellules dans la matrice extracellulaire, comme la gélatinase B (MMP9) qui remplace la gélatinase A (MMP2).
Circulation précoce intervilleuse
Après la décidualisation, l'endomètre est prêt à accueillir le conceptus dès l'ouverture de la fenêtre d'implantation. Les sécrétions des glandes utérines nourrissent le blastocyste avant et pendant l'implantation. Cette période histiotrophe est suivie d'une période plasmatrophe jusqu'à 12 semaines d'aménorrhée (SA), pendant laquelle le plasma traverse les bouchons cytotrophoblastiques filtrants des artères spiralées, pénètre dans l'espace intervilleux et baigne les villosités primordiales. Les artères spiralées ne communiquent pas directement avec l'espace intervilleux. Le réseau de sinusoïdes endométriaux qui enveloppe le conceptus joue probablement le rôle de shunt sanguin artério-veineux.
À partir de la 12e SA, la disparition des bouchons filtrants permet l'arrivée du sang dans l'espace intervilleux.
La traversée syncytiale : un échange vital
Le placenta est un organe vascularisé qui relie le fœtus à l’utérus maternel. Chez l’homme le placenta est hémochorial, ce qui signifie que le chorion baigne directement dans le sang maternel bien que les circulations maternelle et fœtale ne se mélangent jamais. En effet, une barrière histologique constituée de 2 membranes : le syncytiotrophoblaste et les cellules endothéliales des capillaires fœtaux séparent le sang maternel du sang fœtal. Le placenta relie le fœtus à sa mère et accomplit de nombreuses fonctions que le fœtus est incapable d’accomplir par lui-même.
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Fonctions du placenta
Le placenta assume six principales fonctions :
- Respiration : échange d'oxygène et de dioxyde de carbone entre la mère et le fœtus.
- Nutrition : transfert des nutriments essentiels (glucose, acides aminés, lipides, vitamines, minéraux) de la mère au fœtus.
- Élimination : évacuation des déchets métaboliques du fœtus vers la circulation maternelle.
- Protection : barrière contre certains agents pathogènes et transfert d'anticorps maternels pour protéger le fœtus.
- Fonction endocrine : production d'hormones (progestérone, œstrogènes, hormone chorionique gonadotrope - hCG) essentielles au maintien de la grossesse.
- Immunité : transfert d'immunoglobulines maternelles (IgG) pour conférer une immunité passive au fœtus.
Les échanges materno-fœtaux sont assurés par différents mécanismes de transfert tels que la diffusion, le gradient électrochimique ou via des transporteurs spécifiques.
Transfert des immunoglobulines (IgG)
Le transport des IgG maternelles à travers la barrière placentaire, malgré leur poids moléculaire de 160kDa, fait appel à un mécanisme actif. Des cinq classes d’immunoglobulines humaines, les IgG sont les seules à être transférées au fœtus via le placenta en quantité significative et ce processus débute aux environs de la 13ème semaine de gestation, augmentant au cours de la grossesse et s’accélérant, en particulier, au 3ème trimestre de la grossesse. Ce transfert s’opère par pinocytose grâce au fragment Fc des immunoglobulines et son récepteur néonatal (neonatal Fc Receptor) au niveau du syncytiotrophoblaste.
Plusieurs facteurs influencent le transfert transplacentaire des IgG :
- La sous-classe des IgG : ce sont les IgG1 qui traversent préférentiellement le placenta tandis que les IgG2 semblent être celles dont la transmission est la plus faible. Cette différence pourrait avoir des conséquences sur la transmission des anticorps post-vaccination.
- La glycosylation du fragment Fc des IgG : la liaison des IgG à ses récepteurs est influencée par sa glycosylation et il existe de nombreux variants de cette glycosylation. La grossesse et/ou une infection intercurrente peuvent exercer une influence sur cette glycosylation. Il est probable que la qualité plutôt que la quantité de la glycosylation soit déterminante pour le passage transplacentaire.
- Le titre des anticorps maternels : il est bien établi que le titre des anticorps maternels joue un rôle déterminant dans l’efficacité de la transmission transplacentaire. fragments Fc pourraient être saturés.
- Une infection maternelle intercurrente : il est connu qu’une infection chronique maternelle réduit le transfert transplacentaire des IgG dont celles dirigées contre le Virus Respiratoire Syncitial (VRS), le virus de la rougeole, la bactérie responsable du tétanos, le virus de rubéole et l’Haemophilus influenzae B. Les mécanismes pouvant expliquer ce phénomène sont encore méconnus et controversés.
- Une pathologie maternelle chronique ou aiguë : une malnutrition maternelle induit une réduction du ratio de transfert des IgG maternelles mais celle-ci pourrait être due à des différences de poids, morphologie ou vascularisation du placenta. De même, un diabète maternel préexistant ou gestationnel via l’hyperglycémie maternelle, induirait une augmentation du transfert transplacentaire des anticorps.
- L’âge gestationnel et le poids de naissance : le transfert transplacentaire des IgG est exponentiel avec l’avancée de la grossesse avec un minimum au 1er trimestre puis une augmentation de 10% à 50% entre 17-22 SA et 28-32 SA. Au 3ème trimestre, ce ratio de transfert continue d’augmenter en particulier à partir de 36 SA : les titres d’IgG fœtaux auront doublé entre 28 et 41 SA et sont susceptibles d’excéder de 20 à 30% les titres maternels à la naissance. Le transfert est donc significativement plus faible chez les enfants nés prématurément ce qui pose question sur le moment optimal d’une vaccination éventuelle en cours de grossesse. En effet, une vaccination précoce serait plus profitable aux nouveau-nés prématurés tandis qu’une vaccination plus tardive, correspondant au moment où le passage des anticorps maternels est plus importante, serait plus bénéfique aux nouveau-nés, nés à terme.
Rôle de l'oxygène dans la placentation
La concentration en oxygène (O2) du milieu joue un rôle crucial dans la placentation.
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Gradient d'oxygène et expression génique
Avant 12 SA, du plasma pauvre en hématies circule dans l'espace intervilleux. Sa faible capacité de transport de l'O2 est responsable d'une pO2 basse (20 mmHg) qui peut déclencher la transcription cellulaire des gènes réglés par l'O2. À partir de 12 SA, le sang circule dans l'espace intervilleux, sa pO2 s'élève à 61 mmHg et celle des tissus déciduaux à 47 mmHg. Cette élévation est probablement en rapport avec la présence d'hémoglobine ou avec l'augmentation du débit sanguin. L'ouverture des artères utéro-placentaires, en augmentant la pO2 dans l'espace intervilleux, intervient dans la transcription des gènes réglés par l'hypoxie.
Hypoxie et facteurs de transcription
Plusieurs facteurs de transcription inductibles par l'hypoxie, HIF 1, 2 et 3, ont été mis en évidence. Dans le cas d'HIF1, la sous-unité HIF1α est stable en hypoxie et, après translocation dans le noyau, forme un hétérodimère avec la sous-unité HIF1. La liaison du dimère HIF1 à une séquence régulatrice HRE (consensus 5’-RCGTG-3’) de l'ADN avec d'autres co-facteurs induit la transcription de gènes contrôlés par l'O2: VEGF (vascular endothelial growth factor), Glut1 (glucose transporter 1), leptine, etc. L'activation des gènes à séquence HRE induit directement ou indirectement la prolifération trophoblastique. Certains membres de la famille du TGFβ comme TGFβ2, présentent une séquence d'ADN HRE fixant HIF1α. TGFβ3 pourrait présenter cette séquence et son effet s'exercerait en inhibant la différenciation. En normoxie, la prolyl- hydroxylase activée hydroxyle la proline 564 du domaine carboxy-terminal de l'HIF1α. Celui-ci fixe alors le facteur suppresseur de tumeur de von Hippel-Lindau, qui associé à d'autres éléments, forme un complexe ayant une activité E3 ubiquitine ligase. L'HIF1αpeut alors se lier à des ubiquitines et il est dégradé par le protéasome.
Implications pathologiques
Les altérations de la traversée syncytiale et de l'environnement en oxygène peuvent être impliquées dans diverses pathologies de la grossesse.
Avortements précoces et pré-éclampsie
Un certain nombre d'avortements précoces pourrait impliquer l'oxygène. En soumettant le trophoblaste à une pO2 élevée, l'ouverture précoce de l'espace intervilleux au sang maternel provoquerait une dégradation anticipée du facteur HIF1α et affecterait la prolifération du trophoblaste.
La pré-éclampsie est une maladie affectant l'unité foeto-placentaire et la mère et qui se révèle le plus fréquemment au dernier trimestre. Généralement associée à une hypertension et à une protéinurie, la pré-éclampsie reste une maladie sévère. Elle touche environ 5 % des grossesses, provoque chaque année des décès maternels, est responsable d'un nombre élevé de césariennes et d'une morbidité néonatale importante. Les vaisseaux utérins présentent des lésions, comme l'accumulation de matériel fibrinoïde, la prolifération des myocytes et la thrombose des vaisseaux qui constituent les signes cliniques principaux de l'ischémie. La perfusion de l'espace intervilleux est réduite, mais cette réduction n'est pas spécifique de cette maladie.
Vaccination et grossesse
La vaccination pendant la grossesse est un sujet important car elle permet de protéger à la fois la mère et le nouveau-né.
Vaccination maternelle et immunité néonatale
La vaccination maternelle permet de conférer une immunité passive au nouveau-né grâce au passage transplacentaire des anticorps maternels. Cette immunité est particulièrement importante pour protéger le nouveau-né contre les infections dans les premiers mois de sa vie, compte tenu de l'immaturité de son système immunitaire.
Types de vaccins et grossesse
- Vaccins vivants atténués : En raison de leur pouvoir pathogène conservé, mais atténué, les vaccins vivants présentent un risque d’infection maternelle avec une virémie et un potentiel passage transplacentaire pouvant être à l’origine d’une fœtopathie infectieuse. En raison de ce risque théorique, ces vaccins sont actuellement contre indiqués chez les femmes enceintes. Toute vaccination par un vaccin vivant chez une femme en âge de procréer doit être administrée après avoir éliminé une grossesse en cours et tout projet de grossesse doit être différé d’au moins un mois après la vaccination. Il existe une exception pour le vaccin contre la fièvre jaune.
- Vaccins inactivés : L’administration de tous les vaccins inactivés est possible quel que soit le terme de grossesse et les données sur leur sécurité sont rassurantes. La grippe est une infection respiratoire virale épidémique en hiver provoquée par des virus à ARN de la famille des orthomyxovirus. La grossesse est un facteur de risque de morbi mortalité plus importante en cas d’infection grippale avec un risque d’hospitalisation pour complication cardiopulmonaire multiplié par 5. C’est également un facteur de risque de fausse couche, de prématurité et de retard de croissance.
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