Topic description
Plusieurs études ont montré que l'exposition aux substances per- et polyfluoroalkylées (PFAS) pendant la grossesse peut avoir des effets délétères sur la santé des mères et des fœtus (1-4). Des travaux récents suggèrent également que les PFAS peuvent altérer le développement placentaire, perturbant potentiellement son interaction avec le cerveau fœtal en développement. Toutefois, les recherches approfondies évaluant les effets de l'exposition maternelle aux PFAS sur la fonction placentaire restent encore insuffisantes.
Dans une étude récente portant sur femmes enceintes issues de la cohorte mère-enfant SEPAGES, nous avons mis en évidence des associations entre l'exposition à certains PFAS : PFHxPA, PFTrDA, PFHpA et 6:2diPAP, et des modifications structurales du placenta. Ces résultats suggèrent que ces PFAS pourraient affecter directement la vascularisation placentaire.
Le projet de doctorat proposé combinera trois approches complémentaires afin d'explorer les effets des PFAS sur la fonction et la méthylation placentaire, et de déterminer leur impact sur les issues de la grossesse et le développement cérébral fœtal. Ces approches incluent des modèles placentaires 2D et 3D, un modèle animal de souris gestante, ainsi que l'étude de la cohorte SEPAGES.
Le projet se décline en trois tâches (WP). Le WP1 portera sur l'étude des associations entre les concentrations maternelles de PFAS mesurées dans la cohorte SEPAGES et des marqueurs placentaires de vascularisation et de vieillissement. Ces marqueurs seront analysés par immunohistochimie (CD34, marqueur de la vascularisation et la Cytokératine 7, marqueur des cellules trophoblastiques). Cette partie du projet explorera également les associations entre les concentrations de PFAS et des marques épigénétiques comme la méthylation (7-8). récemment analysées dans des placentas de la même cohorte. Les associations entre l'exposition aux PFAS et ces marqueurs seront étudiées à l'aide de régressions linéaires (effets individuels) et d'analyses en clusters (effets des mélanges).
Le WP2 consistera en des caractérisations in vitro et ex vivo des effets individuels ou en mélange des quatre PFAS. Des cellules trophoblastiques primaires et des cellules endothéliales microvasculaires placentaires (HPEC) seront utilisées dans des cultures 2D et 3D (sphéroïdes) afin d'évaluer l'impact de ces PFAS sur la prolifération, la migration, l'invasion et l'inflammation cellulaires. Le modèle d'explant placentaire (PEX) sera utilisé pour étudier leurs effets sur les fonctions endocrines du placenta et sur la vascularisation intra-villeuse. Les placentas frais seront collectés sous autorisation (NCT).
Le WP3 correspond à une étude in vivo visant à caractériser les effets du mélange de ces PFAS sur les issues de la grossesse et le développement cérébral fœtal. Les PFAS (1 mg/kg/jour) seront administrés par gavage oral à des souris gestantes entre jour 0,5 et 18,5 de gestation. Après euthanasie, la taille des portées, les poids placentaires et fœtaux seront enregistrés et les fœtus génotypés. Des échantillons de sang et de tissus fœtaux (placenta et cerveau) seront prélevés afin de mesurer les concentrations des PFAS. Ces mesures permettront une modélisation PBPK. Le sang sera également utilisé pour mesurer les cytokines inflammatoires. Les tissus collectés seront fixés pour des analyses immunohistochimiques et/ou utilisés pour des analyses protéomiques. Le cerveau fœtal fera en outre l'objet d'analyses des processus bioénergétiques et métabolomiques.
Ce projet de doctorat se distingue par son originalité et son approche innovante. En combinant des stratégies multidimensionnelles, il permettra une compréhension globale de la réponse gestationnelle à l'exposition aux PFAS et mettra en évidence de potentielles altérations du développement cérébral fœtal, connues pour contribuer aux troubles cognitifs au cours de l'enfance.
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Several studies have shown that exposure to per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) during pregnancy may negatively affect the health of both mothers and fetuses (1-4). Recent research in humans and animals suggests that PFAS may also impact placental development, potentially disrupting its interaction with the developing fetal brain. However, comprehensive research investigating the effects of maternal PFAS exposure on placental function, pregnancy outcomes, and fetal brain development is still lacking.
In a recent study involving pregnant women from the SEPAGES mother-child cohort, we showed associations between exposure to specific PFAS, PFHxPA, PFTrDA, PFHpA, 6:2diPAP, and changes in key placental structures that ensure its proper perfusion. These findings suggest that these PFAS may directly impact placental vascularization, potentially leading to harmful effects on the development of fetal brain.
The proposed PhD project will combine three complementary approaches to explore the effects of PFAS on the placental function and methylation (7-8) and further determine their impact on pregnancy outcome and fetal brain function. These approaches include 2D and 3D placental models, a gravid mouse animal model, and the SEPAGES mother-child cohort.
The following work packages (WPs) will be addressed throughout the PhD project's timeline. WP1, will focus on studying the associations between maternal PFAS concentrations measured in the SEPAGES cohort and placental markers of vascularization and aging. The in situ placental markers of endothelial cells (CD34, a marker of vascularization) and trophoblast cells (Cytokeratin 7, a marker of trophoblast cells, including syncytial knots) will be analyzed using immunohistochemistry. This part of the project will also explore associations between PFAS concentrations and placental epigenetic marks, such as methylation, which were recently analyzed in frozen placentas collected from the same cohort. Associations between PFAS exposure and these markers will be investigated using linear regression (individual effects) and cluster analysis (mixture effects). All analyses will be adjusted for potential confounders and corrected for multiple comparisons.
WP2, will involve In vitro and Ex vivo characterizations of the effects of individual or mixture of PFHxPA, PFTrDA, PFHpA PFAS and 6:2diPAP. Both primary trophoblast cells and microvascular endothelial cells (HPEC) will be used in 2D and 3D (spheroids) cultures to determine the effect of these PFAS on the proliferation, migration, invasion and inflammation of these cells. The placental explant (PEX) model will be used to determine their effects on the PL endocrine functions and its intra-villi vascularization. Fresh placentas will be collected under the authorization (NCT).
WP3, is an In vivo study that will characterize the effects of PFAS (mixture) on the pregnancy outcome and fetal brain. PFAS (1mg/Kg/day) will be given by oral gavage to the gravid mice from day 0.5 of gestation. Mice will be weighed twice a week and monitored throughout gestation. At day 18.5, mice will be euthanized. Litter size, placental and fetal weights recorded and pups genotyped. Blood and fetal samples (placenta, fetal membranes, brain) will be collected for the assessment of PFAS concentrations. These measurements will allow a PBPK modelling of PFAS. Blood will also be used to measure inflammatory cytokines. Collected tissues will be fixed for immunohistochemical analyses and/or stored at -80°C for proteomic and biochemical analyses. Fetal brain, will further be analyzed for bioenergetics and metabolomics processes.
The PhD project is distinguished by its originality and innovative approach. By employing multifaceted strategies, the project will offer a comprehensive understanding of the gestational response to PFAS exposure and highlight potential alterations in the fetal brain, known to contribute to cognitive disorders during childhood.
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Début de la thèse : 01/10/
WEB :
Funding category
Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)
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