HFcRn-mediated transplacental immunoglobulin G transport: Protection of and threat to the human fetus and newborn

Abstract

In human newborns, endogenous levels of plasma immunoglobulin G (IgG) begin to rise slowly after birth following exposure to the environment. For immunoprotection during fetal and early neonatal life, maternal IgG is provided by transplacental transport. While cellular immunoprotective IgG effects are mainly triggered by FcγRI, -RII and -RIII, transplacental IgG transfer is mediated by the MHC class I-like neonatal Fc-receptor, hFcRn. This compact review explains the mechanism of hFcRn-mediated IgG transcytosis across the placental barrier - syncytiotrophoblast and fetal endothelial cells. Restrictions of this IgG transport are summarized. These include IgG subclass discrimination and limited IgG transport before the third trimester that can cause insufficient protection from infections of preterm (≤ 35 th week) delivered babies. As hFcRn does not discriminate beneficial from hazardous IgGs, maternal auto- and alloimmune as well as therapeutic antibodies can reach the fetus. The consequences including severe diseases of the newborn are summarized in this article.

Role of Angiogenic Factors for Transplacental Transfer of the Measles Antibodies

“…IgG-антитела -основной фактор гуморальной защиты ребенка первых месяцев жизни и единственный класс иммуноглобулинов, способный преодолевать плацентарный барьер [21]. Транспорт IgG-антител через плаценту осуществляется благодаря наличию неонатальных рецепторов FcRn, главная функция которых заключается в защите IgG от катаболизма после интернализации клеткой и обеспечении перехода через эпителиальный (синцитиотрофобласт) и эндотелиальный барьеры, вовлеченные в трансмиссию IgG от матери плоду во время беременности [16,17,22].…”

“…Поэтому в ряде случаев вакцинации, проведенной в детском возрасте в декретированные сроки, может быть недостаточно для формирования стойкой пожизненной защиты, и необходимо проведение курсов повторной иммунизации [6]. Это особенно актуально в последние годы, когда на территории стран Европы и в России стали возникать вспышки коревой инфекции как среди взрослого, так и детского населения, а также у детей до года [3,17,20,24].…”

“…Таким образом, важными моментами в обеспечении пассивного иммунитета у детей в возрасте до 12 месяцев (срок проведения первой вакцинации против кори) являются: состояние здоровья матери, ее прививочный анамнез, наличие защитных антител в отношении данной инфекции, течение беременности и срок рождения ребенка (состояние доношенности). В ранее выполненных исследованиях было показано, что при наличии у матери во время беременности таких патологий, как плацентарная недостаточность и внутриутробная инфекция, ребенок может оказаться серонегативным к вирусу кори в 27,9 и 32,6% соответственно; а в случае передачи протективных IgG-антител в низкой концентрации их количества может быть недостаточно для полноценной [16,17,22].…”

Potential of HMEC-1 Line and HUVEC Primary Culture Cells to Study the Neonatal IgG Fc Receptor <i>in vitro</i>

“…Several advances in engineering antibodies had been made, for half-life delay and pH-dependent binding, with consequent improvements in efficacy (Ward et al, 2015). Also, the inhibition of FcRn reduces IgG levels in the organism and clears pathogenic and autoreactive antibodies, ameliorating some diseases, like idiopathic thrombocytopenic purpura, myasthenia gravis, arthritis and multiple sclerosis in mouse models (Ellinger and Fuchs, 2012;Ward et al, 2015). Nevertheless, these studies have not been confirmed in humans and little is known in relation to expression levels in many cell subtypes, or whether it performs the same functions.…”

Endocytosis in health and disease—a thematic issue dedicated to Renate Fuchs

“…The short-, but intensely living enterocytes are not only involved in uptake and secretion of nutrients, but also have important immune functions. These include endocytosis and transcytosis of immunoglobulins and antibody-antigen complexes, a topic which was also of interest to Renate Fuchs [4]. In their article, KlausPeter Zimmer et al detail why exploration of the endocytic mechanisms in enterocytes is important for the understanding and design of future therapeutic strategies against endocytosis-related diseases of enterocytes, such as food allergy, celiac disease, or microvillus inclusion disease.…”