Analysis of placental vascularization in a pharmacological rabbit model of IUGR induced by L-NAME, a nitric oxide synthase inhibitor

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The use of ultrasound biomicroscopy for embryo injections

Ultrasound biomicroscopy (UBM) is based on the use of > 25 MHz probes enabling high resolution (<100μ) in vivo visualisation of structures up to 1cm deep. It is currently used in ophthalmology and biomedical research (rodents). Ultrasound-guidance is used to improve the accuracy of needle placement for in vivo injections. In developmental biology, the in vitro and in vivo injection of cells, tracer dyes and adenoviral or retroviral vectors into embryos are powerful approaches for studying developmental processes. After implantation, however, the conceptus is encased in the uterus and in vivo injections into the conceptus become a technical challenge when performed in a "blind" manner. In utero microinjection under UBM guidance was shown to be a useful tool for exploring the developmental consequences of altering gene expression and for studying cell lineage or migration during early embryonic and placental development in mice. For example ectoplacental cone region, amniotic cavity and exocoelomic cavity were accurately targeted at E6.5 and E7.5 and a fluorescent bead suspension was injected to study early placental and embryonic development. We have adapted this technique to the rabbit, targeting embryos in vivo at the peri-implantation stage (day 6 to 7.5). As a proof of concept, we performed an experiment on 4 female rabbits. Females were time-mated. On day 6.75, they were anaesthetized and a laparotomy was performed. Uterine horns were exteriorised. Two embryos per doe were injected with sterile saline. Animals were euthanized on Day14. We obtained 2 well-developed live conceptuses after UBM guided embryo injection. In conclusion, UBM makes it possible to puncture rabbit embryos at the peri-implantation stage without compromising normal development. This technique is relevant for any injection or sampling into the embryo with subsequent study of development

Détermination de la plus critique fenêtre d'exposition d'une surnutrition lipidique maternelle pour le développement foeto-placentaire: entre la période préconceptionnelle et la période gestationnelle

Introduction et but de l’étude : Nos études de l'effet d’un régime hypergras chez la mère sur le développement fœto-placentaire, ont montré que les fœtus de lapines sous régime hypergras (H) présentaientun retard de croissance intra-utérin (RCIU) en fin de gestation, des anomalies placentaireset du métabolisme lipidique [1]. Parce que l’exposition maternelles’étendait de la puberté à la fin de la gestation, ces études n’avaient pas permis de dissocier l’effet d’une exposition pré-conceptionnelle d’une exposition gestationnelle. Notre objectif est d’étudier l’impact de ces deux fenêtres d’expositionsurle développement fœto-placentaire. Le placentaet la décidueont été ciblés pour étudier les adaptations placentaires en réponse à l'environnement maternel et la flexibilité de la décidue maternelle face à l'origine embryologique du fœtus.Matériel et méthodes : Des embryons de 1jpc (jour post-conception), issus de donneuses sous régime témoin (T) ou H ont été transférés chirurgicalement dans l’utérus de receveuses synchronisées T (n=7) ou H (n=6) pour poursuivre leur développement gestationnel jusqu'à 28jpc. Ces transferts ont permis d’obtenir 4 combinaisons: T/T (n=10), T/H (n=13), H/T (n=13) et H/H (n=6). Le développement fœto-placentaire a été évalué par des analyses biométriques. Les profils en acides gras (AG)des membranes placentaires (placenta et décidue) ontété évalués par CPG. Des analyses statistiques non paramétriques (Kuskall et Wallis, test post hoc) etdes Analyses en Composantes Principales (ACP) pour les profils en AG ont été utilisées. Résultats et Analyse statistique :Les groupes T/T et H/H ont permis de valider l’hypotrophie fœtale précédemment décrite [1], et d’exclure un effet des biotechnologies de la reproduction (transferts d’embryons). Les autres groupes, H/T et T/H, ont permis d’explorer les périodes pré-conceptionnelle et gestationnelle, respectivement. Lesfoetus H/T étaient normaux tandis que les T/H présentaient une baisse d’efficacité placentaire. Les ACP des profils en AG ont révélé un fort impact du régime gestationnel sur les placentas T/H et H/H (fortes concentrations d'AG, plus polyinsaturés w6 et moins monoinsaturés), que les T/T et H/T. Les profils placentaires H/T différaient des T/T (déficit en AGPI w6 et plussaturés). Les placentas T/H étaientplus altérésque les H/H (plus d'AGMI). Les profils des décidues H/T et T/T étaient similaires :origine embryonnaire moins importante si le régime gestationnel est équilibré. Le profil des décidues T/H était plus proche des T/T que des H/H : la décidue s’adapte au fœtus quand il est sain. Par contre les décidues H/H étaient plus saturées et moins polyinsaturées. Conclusion : Un embryon issu d’une donneuse H va évoluer de façon favorable quand il est transféré chez une receveuse T (groupe H/T), avec un développement normal à terme, toutefois leur profil placentaire en AG reste affecté. Si le régime maternel pendant la gestation joue un rôle prépondérant, l’origine embryologique laisse toutefois des tracesau niveau du phénotype membranaire, nécessaires à évaluer à long terme. Introduction et but de l’étude : Nos études de l'effet d’un régime hypergras chez la mère sur le développement fœto-placentaire, ont montré que les fœtus de lapines sous régime hypergras (H) présentaientun retard de croissance intra-utérin (RCIU) en fin de gestation, des anomalies placentaireset du métabolisme lipidique [1]. Parce que l’exposition maternelles’étendait de la puberté à la fin de la gestation, ces études n’avaient pas permis de dissocier l’effet d’une exposition pré-conceptionnelle d’une exposition gestationnelle. Notre objectif est d’étudier l’impact de ces deux fenêtres d’expositionsurle développement fœto-placentaire. Le placentaet la décidueont été ciblés pour étudier les adaptations placentaires en réponse à l'environnement maternel et la flexibilité de la décidue maternelle face à l'origine embryologique du fœtus.Matériel et méthodes : Des embryons de 1jpc (jour post-conception), issus de donneuses sous régime témoin (T) ou H ont été transférés chirurgicalement dans l’utérus de receveuses synchronisées T (n=7) ou H (n=6) pour poursuivre leur développement gestationnel jusqu'à 28jpc. Ces transferts ont permis d’obtenir 4 combinaisons: T/T (n=10), T/H (n=13), H/T (n=13) et H/H (n=6). Le développement fœto-placentaire a été évalué par des analyses biométriques. Les profils en acides gras (AG)des membranes placentaires (placenta et décidue) ontété évalués par CPG. Des analyses statistiques non paramétriques (Kuskall et Wallis, test post hoc) etdes Analyses en Composantes Principales (ACP) pour les profils en AG ont été utilisées. Résultats et Analyse statistique :Les groupes T/T et H/H ont permis de valider l’hypotrophie fœtale précédemment décrite [1], et d’exclure un effet des biotechnologies de la reproduction (transferts d’embryons). Les autres groupes, H/T et T/H, ont permis d’explorer les périodes pré-conceptionnelle et gestationnelle, respectivement. Lesfoetus H/T étaient normaux tandis que les T/H présentaient une baisse d’efficacité placentaire. Les ACP des profils en AG ont révélé un fort impact du régime gestationnel sur les placentas T/H et H/H (fortes concentrations d'AG, plus polyinsaturés w6 et moins monoinsaturés), que les T/T et H/T. Les profils placentaires H/T différaient des T/T (déficit en AGPI w6 et plussaturés). Les placentas T/H étaientplus altérésque les H/H (plus d'AGMI). Les profils des décidues H/T et T/T étaient similaires :origine embryonnaire moins importante si le régime gestationnel est équilibré. Le profil des décidues T/H était plus proche des T/T que des H/H : la décidue s’adapte au fœtus quand il est sain. Par contre les décidues H/H étaient plus saturées et moins polyinsaturées. Conclusion : Un embryon issu d’une donneuse H va évoluer de façon favorable quand il est transféré chez une receveuse T (groupe H/T), avec un développement normal à terme, toutefois leur profil placentaire en AG reste affecté. Si le régime maternel pendant la gestation joue un rôle prépondérant, l’origine embryologique laisse toutefois des tracesau niveau du phénotype membranaire, nécessaires à évaluer à long terme

The fetal and postnatal effects of periconceptional hyperglycemia using a rabbit model

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Programmation foetale des anomalies du métabolisme glucidique, de la croissance osseuse et de la prédisposition à l'ostéochondrose chez le poulain

Article présenté à la 40ème Journée de la Recherche Equine, Paris, le 18 mars 2014absen

Effects of a preconceptional and gestational mutli-vitamin-mineral-omega3 supplementation on fetoplacental development in a rabbit model

This study was funded by IPRAD Santé Laboratoires, Paris, FranceThe developmental origins ofhealth and disease concept stipulates that nutritional imbalance in the preconceptional and gestational periods induces risks for the development and long-term health of the individual. In industrialized countries, most women take nutritional supplements before and during pregnancy, regardless of their diet. Potentially harmful embtyonic and fetal effects of an excess multi-micronutrient supplementation, however, are not known. The objective of this study was to assess, using a rabbit mode!, the effects of a multi-vitamin-mineral-mnega 3 supplementation (Gestarelle® G) administered in slight excess during preconceptional and gestational periods. Twenty-seven New Zealand does were used. Supplementation contained vitamins (Bl, B2, BS, B6, B8, B9, B12, C, E), minerais (magnesium, iron, copper, iodine), and n-3 polyunsaturated fatty acids (n-3 PUFA; namely DHA and EPA) in the form of oral capsules administered daily from 10 days before mating until the end ofpregnancy. Group lX posology allometrically matched thatltsedinhumans (n = 10), representing an excess of6 to 50% ofrabbit needs. Group 3X rabbits received 3 times the recommended posology (n = 9; 18 to 150% ofrabbit needs), whereas the control group received capsules containing only excipient (n = 8). Embryo and fetoplacental developmentwas monitored bytransabdominal two- and three-dimensional ultrasound and Doppler on Days 5, 7, 14, 21, and 28 with 5 conceptuses perdoe examined each time. Does were killed on Day 28 (term = 31 days), 24 h after the last capsule administration. Maternai and fetal blood, as weil as placenta and fetal organs, were collected. Data were analysed by ANOVA and Kruskall-Wallis as appropriatc. The n-3 PUFA plasma concentrations increased in the 3X does (P < 0.01). Fetal plasma concentrations were increased ont y in males in the lX group (P < 0.001) and bath in females and males in the 3X group (P < le- 15 . No statistical differences wcre observed between treatments for any of the ultrasound or Doppler analyses. In total, 208 fetuses were collected with no difference in litter size, sex ratio, nor biometrie measurements between groups. No structural anomaly was observed by histologîcal analysis of fetal organs. In conclusion, multi-vitamin mineral-omega 3 supplementation administered dming the preconceptional and gestational periods in a rabbit mode! in the present study and within the measured parameters had no deleterious effect for dam and conceptuses at 1 and 3 times the recommended posology. Further worlc is on-going to study the effects on fetal brain development. Further studies are needed to evaluate putative post-natal effects

Effects of first-generation in utero exposure to diesel engine exhaust on second-generation placental function, fatty acid profiles and foetal metabolism in rabbits: preliminary results

Atmospheric pollution has major health effects on directly exposed subjects but intergenerational consequences are poorly characterized. We previously reported that diesel engine exhaust (DE) could lead to structural changes in the placenta of in utero exposed rabbits (first generation, F1). The effects of maternal exposure to DE were further studied on second-generation (F2) rabbits. Pregnant F0 females were exposed to filtered, diluted DE (1 mg/m3, median particle diameter: 69 nm) or clean filtered air (controls) for 2 h/day, 5 days/week by nose-only exposure during days 3-27 post-conception (dpc). Adult female offspring (F1) were mated to control males: F1 tissues and F2 foeto-placental units were collected at 28 dpc and placental structure and gene expression (microarray) analysed. Fatty acid profiles were determined in foetal and maternal plasma, maternal liver and placenta. In F1, compared to controls, hepatic neutral lipid contents were increased in exposed animals without change in the blood biochemistry. In F2, the placental lipid contents were higher, with higher monounsaturated fatty acids and reduced pro-inflammatory arachidonic acid (AA), without placental structural changes. Conversely, the proportion of anti-inflammatory n-3 polyunsaturated fatty acids in F2 plasma was increased while that of AA was decreased. Gene set enrichment analyses (GSEA) of F2 placenta transcriptomic data identified that the proteasome complex and ubiquitin pathways genes were over-represented and ion channel function and inflammation pathways genes were under-represented in exposed animals. These preliminary results demonstrate that diesel engine exhaust exposure and in utero indirect exposure should be considered as a programming factor within the context of the DOHaD (Developmental Origins of Health and Disease) with a probable intergenerational transmissio

Effects of dietary arginine supplementation in pregnant mares on maternal metabolism, placental structure and function and foal growth

Foals born to primiparous mares are lighter and less mature than those born to multiparous dams. Factors driving this difference are not totally understood. Using 7 multiparous and 6 primiparous standardbred mares, we demonstrated that, in late gestation, primiparous mares were less insulin resistant compared to multiparous mares, and that their foals had reduced plasma amino-acid concentrations at birth compared to foals born to multiparous mares. Vascular development, as observed through structure and gene expression, and global DNA methylation were also reduced in primiparous placentas. Another group of 8 primiparous mares was orally supplemented with L-arginine (100 g/day, 210d to term). L-arginine improved pregnancy-induced insulin resistance and increased maternal L-arginine and L-ornithine plasma concentrations but foal plasma amino acid concentrations were not affected at birth. At birth, foal weight and placental biometry, structure, ultra-structure and DNA methylation were not modified. Placental expression of genes involved in glucose and fatty acid transfers was increased. In conclusion, maternal insulin resistance in response to pregnancy and placental function are reduced in primiparous pregnancies. Late-gestation L-arginine supplementation may help primiparous mares to metabolically adapt to pregnancy and improve placental function. More work is needed to confirm these effects and ascertain optimal treatment condition