Quel est l’effet des acides aminés circulants maternels sur le poids à la naissance de la progéniture ?

Dans une étude récente publiée dans le eBioMédecineles chercheurs ont examiné l’effet des taux sériques de 20 acides aminés chez une mère pendant la grossesse sur le poids à la naissance de la progéniture dans un cadre de randomisation mendélienne (RM) à deux échantillons.

Arrière-plan

Des études ont estimé qu’une croissance fœtale adéquate nécessite entre 10 et 60 grammes (g)/jour par kilogramme (kg) de poids fœtal d’acides aminés. en direct des études chez l’homme ont montré que les acides aminés sont essentiels à la synthèse des protéines et à la modulation de plusieurs voies de signalisation cellulaire.

Étant donné que les interactions entre les mécanismes maternels, placentaires et fœtaux sont complexes, il n’y a aucune idée de la façon dont le fœtus reçoit différents acides aminés de la mère. De plus, les données provenant d’études humaines sur la façon dont les acides aminés maternels influencent la croissance et le développement du fœtus sont rares. Toutes les études précédentes ont obtenu des résultats incohérents sur la supplémentation en acides aminés dans les grossesses à haut risque.

Il convient également de noter que des études antérieures ont montré que les acides aminés à chaîne ramifiée (BCCA), y compris la valine, la leucine et l’isoleucine, traversent le placenta plus rapidement en utilisant le système L indépendant du sodium, et leurs concentrations élevées dans le sérum maternel entraînent une augmentation risque de grossesses intra-utérines avec retard de croissance. Des études antérieures ont utilisé l’approche RM pour confirmer l’effet causal du tabagisme maternel pendant la grossesse sur le ralentissement de la croissance fœtale.

À propos de l’étude

Dans la présente étude MR, les chercheurs ont utilisé des polymorphismes mononucléotidiques maternels (SNP) comme variables instrumentales (IV) pour déduire la relation de cause à effet entre les expositions intra-utérines génétiquement influencées (dans ce cas, les acides aminés circulants maternels) et le poids à la naissance de la progéniture.

Ils ont utilisé des données provenant d’études d’association pangénomique récentes sur les métabolites et le poids à la naissance de la progéniture (GWAS) englobant jusqu’à 86 507 et 406 063 participants, respectivement. En outre, l’ensemble de données de l’étude comprenait 20 acides aminés qui fabriquent des protéines dans le corps humain. Les exemples incluent le glutamate, la glutamine, la leucine et la sérine.

L’équipe a utilisé les analyses ajustées au modèle linéaire pondéré (ajustées par WLM), une approximation de l’approche de modélisation par équation structurelle (SEM) développée par Warrington et al., pour ajuster les effets génétiques de la progéniture dans les données récapitulatives utilisées pour évaluer l’association de variantes génétiques sur le poids à la naissance de la progéniture. De même, ils ont estimé les associations entre les variantes génétiques et les acides aminés.

Les chercheurs ont sélectionné des SNP maternels fortement corrélés à 20 acides aminés circulants différents à partir de ces GWAS validés chez 2966 femmes enceintes inscrites à l’étude Born in Bradford (BiB) et 4407 femmes à l’étude Fenland.

Dans l’étude BiB, ils ont mesuré les acides aminés dans le cadre d’une analyse métabolomique par résonance magnétique nucléaire (RMN) entre 24 et 28 semaines de gestation. Il a fourni des données pour neuf acides aminés chez 2966 femmes européennes. En outre, ils ont sélectionné des SNP d’un autre GWAS mené auprès de femmes et d’hommes.

Ensuite, les niveaux d’acides aminés logarithmiques naturels de l’équipe, winsorisés à cinq écarts-types (SD) et transformés en scores Z, puis ajustés en fonction de l’âge maternel et des 10 principaux composants principaux (PC) à partir des données génomiques, par exemple, la fréquence des allèles mineurs (MAF ). Ensuite, ils ont régressé chaque résidu résultant par rapport au SNP correspondant utilisé dans l’analyse MR primaire. Cet exercice a donné 89 associations SNP-acides aminés.

Résultats

Les résultats de l’étude suggèrent que si les taux de glutamine et de sérine sériques maternels affectent positivement le poids à la naissance de la progéniture, la leucine et la phénylalanine ont un effet négatif. Plusieurs analyses de sensibilité tenant compte du biais dû à la violation des hypothèses de RM ont également soutenu ces résultats, bien que, pour certains acides aminés, ces estimations puissent être imprécises.

En outre, les analyses RM ont suggéré que l’effet positif de la glutamine maternelle, un acide aminé non essentiel qui devient conditionnellement essentiel lorsque la demande fœtale dépasse la synthèse maternelle, sur le poids à la naissance de la progéniture pourrait dépendre de l’isoenzyme de type hépatique, en particulier lorsqu’il est instrumenté par la variante faux-sens rs2657879 dans la glutaminase 2 (GLS2).

Alors que la variante génétique rs2657879 avait un fort effet positif, l’effet instrumenté par rs7587672, un loci de trait quantitatif d’expression (eQTL) pour GLS, cet effet s’est inversé. Notez que GLS2 code pour le catalyseur qui aide à convertir la glutamine en ammoniac et en glutamate dans le foie, alors que GLS code pour l’isoenzyme de type rénal.

Au cours de la phase tardive de la grossesse, l’acide aminé glycine complète un carbone pour la synthèse et la méthylation de l’acide désoxyribonucléique (ADN) nécessaire à la croissance du fœtus. Cependant, il est prouvé que l’offre de glycine reste inférieure à la demande fœtale en raison de son transport inadéquat à travers le placenta humain. Heureusement, la sérine maternelle circulante, non transportée vers la circulation fœtale, est ensuite utilisée dans les tissus utéroplacentaires pour synthétiser la glycine, contribuant ainsi à l’apport de glycine fœtale.

Les résultats de l’étude actuelle soutiennent l’hypothèse ci-dessus selon laquelle la sérine circulante maternelle a un effet causal sur le poids à la naissance de la progéniture, contrairement à la glycine. Cependant, les résultats basés sur deux SNP, rs561931 de la phosphoglycérate déshydrogénase (PHGDH) et rs4947534 de la phosphosérine phosphatase (PSPH), ont suggéré des effets positifs. Notez que ces deux locus de gènes codent pour des enzymes impliquées dans la biosynthèse de novo de la sérine. Une exploration plus approfondie de ce métabolisme interdépendant de la sérine et de la glycine à l’aide de l’IRM multivariable pourrait être utile si elle est effectuée à l’aide d’échantillons de grande taille.

Des études ont proposé que l’acide aminé leucine module la synthèse des protéines musculaires fœtales via la cible mammifère de la voie de signalisation de la rapamycine (mTOR). En conséquence, la leucine circulante maternelle a eu un effet inverse sur le poids à la naissance de la progéniture dans l’analyse MR primaire. Contrairement aux résultats d’études précédentes, les chercheurs ont découvert que des BCAA maternels circulants plus élevés avaient une association négative avec le poids à la naissance de la progéniture.

Cependant, en raison du lien étroit entre le métabolisme des BCAA et la résistance à l’insuline, il est nécessaire de mener davantage d’études RM dans des échantillons plus importants pour délimiter l’impact de l’insuline à jeun maternelle et des BCAA circulant dans le sérum de la mère sur le poids à la naissance de la progéniture. Enfin, l’analyse RM primaire a démontré un effet inverse de la phénylalanine sur le poids à la naissance de la progéniture, étayé par des estimations d’effet similaires mais imprécises des analyses de sensibilité.

conclusion

Pour résumer, les résultats de l’étude ont indiqué que les niveaux génétiquement prédits de glutamine et de sérine dans le sérum maternel augmentent le poids à la naissance de la progéniture, tandis que la leucine et la phénylalanine le diminuent.

Selon les auteurs, ils ont utilisé le plus grand GWAS disponible. Pourtant, ils n’ont pas réussi à estimer de manière robuste plusieurs effets cliniques potentiellement significatifs, tels que l’acide aminé alanine. Ainsi, ils ont mis l’accent sur la réalisation de plus grandes GWAS d’acides aminés et de poids à la naissance de la progéniture pour reproduire leurs découvertes.

De plus, de futures études devraient explorer les mécanismes sous-jacents à ces effets, en particulier la manière dont les acides aminés sont transférés à travers le placenta et le rôle des génotypes fœtaux dans la transmission placentaire. Plus important encore, des essais contrôlés randomisés devraient établir si la supplémentation en acides aminés circulants maternels pendant la grossesse peut aider à optimiser la croissance fœtale.