Role of the degree of sialylation and complexity of FSH oligosaccharides in the regulation of ovarian function: clinical and experimental studies

Abstract

La FSH se sintetiza y secreta como una familia de variantes glicosiladas, las cuales difieren en el grado de sialilación y complejidad de sus oligosacáridos y en la inducción de respuestas biológicas en células blanco, in vivo e in vitro. El objetivo general de esta Tesis Doctoral fue establecer la relación existente entre las características de los carbohidratos presentes en la molécula de FSH y la inducción de respuestas biológicas en las células de la granulosa. La acción de variantes glicosiladas, aisladas de FSH recombinante humana (FSHrh), fue evaluada in vitro utilizando dos modelos experimentales. Se estudió la producción de inhibinas diméricas en células de la granulosa de rata; de esteroides e inhibinas en la línea celular de granulosa humana, KGN, como así también el patrón de expresión génica global y la expresión de enzimas esteroidogénicas y subunidades de inhibinas. Estudios in vitro demostraron que el grado de sialilación y la complejidad de los oligosacáridos presentes en la FSHrh reguló en forma diferencial la producción de esteroides y péptidos. Asimismo, el análisis de ontología génica reveló la capacidad que poseen las variantes glicosiladas de FSHrh de modular en forma diferencial la expresión de genes involucrados en funciones o procesos esenciales para el mantenimiento de la función celular. Las características de las variantes glicosiladas de la FSH circulante fueron determinadas en condiciones fisiológicas y en pacientes infértiles con ciclos regulares. Se observaron alteraciones en el grado de sialilación de la FSH circulante en las pacientes con trastornos reproductivos y en mujeres jóvenes ovodonantes. Los resultados obtenidos demuestran que los oligosacáridos de la molécula de FSH regulan distintas funciones de la célula de la granulosa. Alteraciones precoces en el grado de sialilación de la gonadotrofina podrían comprometer la capacidad reproductiva en la mujer.FSH is produced and secreted as a family of glycosylation variants which differ from each other in the oligosaccharide sialylation and complexity and in the induction of different biological responses in vitro and in vivo. The aim of this Doctoral Thesis was to establish the relationship between the FSH carbohydrate characteristics and the induction of biological responses in granulosa cells. The effect of recombinant human FSH glycosylation variants were evaluated in two experimental models in vitro. Dimeric inhibin production was assessed in rat granulosa cells, steroids and inhibin production in human granulosa cell line KGN, as well as global gene expression profile and the expression of steroidogenic enzymes and inhibin subunits. In vitro studies demonstrated that sialylation and complexity of rhFSH oligosaccharides induced a differential regulation of steroid and inhibin production. Gene ontology analysis revealed the ability of rhFSH glycosylation variants to differentially modulate the expression of genes involved in essential cell biological processes and molecular functions. Circulating FSH oligosaccharides characteristics were determined under physiological conditions and in infertile patients. Alterations in FSH sialylation were observed in infertile patients and in ovodonors. The results obtained in this study show that FSH oligosaccharides regulate different functions in granulosa cells. Early alterations in FSH sialylation may jeopardize the reproductive capacity in women.Fil:Loreti, Rosana Nazareth. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina