Differential placental immune mediators in pregnant women with preeclampsia infected or not with SARS-CoV-2

Technische Samenvatting: Differentieel placentaire immuunmediatoren bij zwangere vrouwen met pre-eclampsie, wel of niet geïnfecteerd met SARS-CoV-2

Probleemstelling
Zwangerschap houdt een complexe immunologische adaptatie in om een semi-alloogeen foetus te tolereren terwijl de defensie tegen pathogenen behouden blijft. SARS-CoV-2 infectie tijdens de zwangerschap en pre-eclampsie (PE) zijn beide geassocieerd met ongunstige maternale en neonatale uitkomsten. Hoewel SARS-CoV-2 gastheercellen binnendringt via de ACE2-receptor, en de placenta rijk is aan ACE2, blijft de specifieke immunologische modulatie op de materno-fetal interface wanneer deze twee condities gelijktijdig optreden, onvoldoende begrepen. Er is een kritiek gat in de kennis over hoe de placentaire immuunrespons wordt veranderd in zwangere vrouwen met zowel COVID-19 als pre-eclampsie vergeleken met die met slechts één van beide condities, met name met betrekking tot de expressie van immuunregulerende moleculen (bijv. HLA-G, PD-1/PD-L1, CD28/CTLA-4) en hun impact op de ernst van de ziekte en foetale uitkomsten.

Methodologie
Dit was een beschrijvende cross-sectionele studie met 113 zwangere vrouwen (leeftijd 18–44 jaar) die tussen juli en december 2020 in Brazilië werden gerekruteerd. De cohort werd gestratificeerd in drie groepen:

1. C-NPE (n=45): SARS-CoV-2 positief (bevestigd door RT-PCR of serologie), geen pre-eclampsie.
2. NC-PE (n=44): Pre-eclampsie, SARS-CoV-2 negatief.
3. C-PE (n=24): SARS-CoV-2 positief en pre-eclampsie.

Dataverzameling en Analyse:

• Systemisch niveau: Perifeer bloed werd verzameld vóór de bevalling. Circulerende niveaus van 35 immunologische mediatoren (cytokines, chemokines, groeifactoren) werden gekwantificeerd met behulp van een multiplex Luminex® assay.
• Placentair niveau: Placentafragmenten werden direct na de bevalling verzameld.
  • Histologie: Hematoxyline en eosin (H&E) kleuring werd gebruikt om macroscopische en microscopische veranderingen te beoordelen (bijv. infarct, fibrinedepositie, villus hypoplasie).
  • Virale Detectie: Immunofluorescentie en immunohistochemie (IHC) werden uitgevoerd om de detectie van het SARS-CoV-2 Spike (S) eiwit en de ACE2-receptor te bepalen.
  • Immuunmediatoren: IHC werd gebruikt om de expressie en lokalisatie van regulerende moleculen te evalueren: HLA-G (pan-isoform en oplosbare HLA-G5), PD-1, PD-L1, CD28 en CTLA-4.
• Statistische Analyse: Data werden geanalyseerd met ANOVA of Kruskal-Wallis testen, gevolgd door post-hoc testen. Multinomiale logistische regressie werd toegepast om onafhankelijke associaties tussen moleculaire expressie en klinische uitkomsten te identificeren.

Belangrijkste Bijdragen en Resultaten

• Systemische Immuunprofielen:

  • Zwangere vrouwen met pre-eclampsie (zowel NC-PE als C-PE) vertoonden significant hogere circulerende niveaus van IL-12, HGF en IL-4 vergeleken met de C-NPE groep.
  • De C-NPE groep vertoonde een afwijkend inflammatoir profiel met hogere niveaus van IP-10 en IL-2.
  • Multivariate analyse bevestigde dat IL-4, IL-12, HGF en IFN-α onafhankelijk geassocieerd waren met de pre-eclampsie groepen.

• Placentaire Virale Aanwezigheid en ACE2-expressie:

  • Het SARS-CoV-2 Spike-eiwit werd gedetecteerd in 22% van de C-NPE placenta's en 33% van de C-PE placenta's.
  • Spike-eiwit expressie correleerde met de ernst van de ziekte bij moeders en pasgeborenen en was geassocieerd met placentaire microscopische veranderingen.
  • ACE2-expressie was hoog in foetale cellen in alle groepen, maar was significant lager in de C-NPE groep vergeleken met de NC-PE groep. Lagere ACE2-niveaus in C-NPE waren geassocieerd met ongunstige uitkomsten bij de pasgeborene.

• Immuunregulerende Moleculen (Checkpoint-routes):

  • PD-L1: Expressie was significant lager in de C-NPE en C-PE groepen vergeleken met de NC-PE groep. Verminderde PD-L1 aan de maternale zijde van de placenta was geassocieerd met histologische afwijkingen en ernstige maternale ziekte.
  • PD-1: Expressie was significant hoger in de C-PE groep vergeleken met zowel de C-NPE als de NC-PE groep. Verhoogde PD-1 in de C-PE groep was geassocieerd met ernstige uitkomsten bij de pasgeborene.
  • CD28/CTLA-4: De C-PE groep vertoonde een toename in CD28 en een afname in CTLA-4 expressie vergeleken met andere groepen. Hoge CD28-expressie was geassocieerd met neonatale ernst in de C-NPE groep.
  • HLA-G: Hoewel de totale HLA-G expressie vergelijkbaar was tussen de groepen, waren de niveaus van oplosbare HLA-G5 lager in C-NPE dan in NC-PE. Echter, verhoogde HLA-G5 was geassocieerd met histologische veranderingen in de COVID-19 groepen.

• Correlaties en Modellen:

  • In de C-PE groep werd een complexe wederzijdse relatie waargenomen: een negatieve correlatie tussen PD-1 en PD-L1, en een positieve correlatie tussen PD-1 en HLA-G.
  • De studie suggereert dat in de context van C-PE, de combinatie van verminderde CTLA-4/PD-1 en verhoogde CD28 een cellulaire respons tegen het virus kan faciliteren, terwijl verhoogde HLA-G cytotoxische effecten op de placenta minimaliseert.

Betekenis en Claims
De auteurs claimen dat hun bevindingen een mechanistische verklaring bieden voor de klinische observatie dat zwangere vrouwen met pre-eclampsie die geïnfecteerd zijn met SARS-CoV-2, mogelijk een minder ernstige vorm van COVID-19 vertonen vergeleken met vrouwen met enkel COVID-19.

Het artikel stelt dat immunologische homeostase aan de placentaire interface cruciaal is. Specifiek:

1. De verminderde expressie van CTLA-4 en PD-1 in de C-PE groep, samen met verhoogde CD28, kan bijdragen aan een effectievere cellulaire immuunrespons tegen het infectieuze agens.
2. De verhoogde expressie van placentaire HLA-G in deze context kan een inhiberend effect uitoefenen op immuuncellen, waardoor cytotoxische schade aan de placenta en foetale afstoting wordt geminimaliseerd.
3. De studie benadrukt dat de ernst van de maternale of foetale ziekte afhangt van welke zijde van de placentaire interface een verminderde PD-L1 expressie vertoont en de mate van lokale immuuninhibitie.

De auteurs concluderen dat deze specifieke immunologische adaptaties in de placenta van vrouwen met beide condities de zwangerschap helpen behouden en het virus bestrijden, wat een verklaring biedt voor de uiteenlopende klinische uitkomsten tussen de onderzochte groepen. Het artikel stelt geen nieuwe therapeutische interventies voor, maar biedt een verklarend model voor de waargenomen immuunregulatie.