On the role of the aromatase gene CYP19A1 in the formation of ovarian endometriomas

and methods. The study involved 254 women. The single nucleotide polymorphism rs2414098 of the CYP19A1 gene was genotyped using PCR and the relative expression level of the gene in ovarian biopsies obtained during surgery was analyzed. We determined the level of the CYP19A1 protein in blood by enzyme immunoassay. Results. Among patients with endometrioid ovarian cysts, the homozygous CC genotype was found in 40.8%, the CT genotype in 46.6%, and the homozygous TT genotype in 12.6%. In the control group, these indicators were 50.3, 36.4 and 13.2%, respectively (χ2 = 2.79, p = 0.25). The expression level of the CYP19A1 gene was significantly higher in functional ovarian cysts compared with endometrioid cysts. At the same time, the content of the CYP19A1 protein in the blood did not differ between the groups. Conclusions. The study found no association between the rs2414098 polymorphism of the CYP19A1 gene and the risk of developing ovarian endometriomas in women. It also did not confirm that the CYP19A1 protein concentration in blood serum can serve as a biomarker for ovarian endometriosis. Key words: CYP19A1 gene, single nucleotide polymorphism, endometrioma, cytochrome P450 19A1 (CYP19A1) Эндометриоз — это широко распространенное гинекологическое заболевание, которое часто рецидивирует и характеризуется появлением ткани, сходной с эндометрием, вне пределов слизистой оболочки матки. Патологическое разрастание эндометриоидных гетеротопий может затрагивать брюшную полость, яичники, шейку матки и фаллопиевы трубы, вызывая тазовые боли, дисменорею и бесплодие [1]. Наиболее распространенной формой эндометриоза является эндометриома яичника, на долю которой приходится от 17 до 44% всех случаев заболевания. Это одно из наиболее часто диагностируемых доброкачественных гинекологических заболеваний [2]. Для диагностики обычно применяют ультразвуковое исследование, чаще всего трансвагинальным методом, который демонстрирует высокую специфичность и чувствительность — до 95% [3]. Наличие случаев эндометриоза в семейном анамнезе указывает на вероятное участие генетических факторов в развитии заболевания. Исследования, в которых анализировались случаи заболевания среди сибсов, показали, что наследуемость эндометриоза составляет 47–51% [4]. Несмотря на то, что эпидемиологические данные подтверждают наследственную предрасположенность к эндометриозу, конкретные гены, ответственные за его развитие, пока не идентифицированы. Полногеномные исследования ассоциаций выявили около 200 полиморфных локусов, которые могут быть связаны с эндометриозом, однако результаты этих исследований часто противоречат друг другу [5]. Цель исследования заключалась в том, чтобы выяснить частоту встречаемости аллелей и генотипов однонуклеотидного полиморфизма rs2414098 гена CYP19A1 среди женщин с эндометриомами яичников, а также определить относительный уровень экспрессии этого гена и содержание соответствующего белка в крови. Материал и методы Проведено обследование 254 пациенток: 103 — основная группа с эндометриомами, 151 — контрольная. В нашем исследовании неукоснительно соблюдались принципы и положения Хельсинкской декларации. Все участники перед началом исследования предоставили подписанное информированное согласие на участие, после которого осуществлялся сбор информации о жалобах пациенток, истории болезни, оценка менструальной и репродуктивной функций, а также наличия гинекологических и других заболеваний. Также проводилось клинико-инструментальное обследование, и брался образец крови (5 мл) для анализа полиморфизма гена CYP19A1 и дополнительно 5 мл для определения сывороточного уровня белка цитохрома P450 19A1 (CYP19A1). Пациенткам основной группы и 49 пациенткам группы контроля было проведено оперативное лечение в объеме цистэктомии. Оценка уровня экспрессии гена в интраоперационных биоптатах была выполнена после гистологической верификации диагноза. Для определения генотипа полиморфизма rs2414098 гена CYP19A1 использовалась ДНК, выделенная из образцов цельной крови методом ПЦР (ТестГен, Ульяновск). Анализ относительного уровня экспрессии гена CYP19A1 проводился с применением кДНК, полученной из РНК ткани яичника (Евроген, Москва). Содержание цитохрома Р450 (CYP19A1) в сыворотке крови пациенток оценивалось методом иммуноферментного анализа (CYP19A1) ELISA Kit (Cusabio, США). В процессе статистического анализа проводили оценку нормальности распределения, рассчитывали отношения шансов (OR) с определением 95% доверительного интервала (ДИ), проверяли соответствие распределения генотипов закону Харди — Вайнберга и проводили χ2-тест. Для дисперсионного анализа применяли метод ранговой корреляции Спирмена. Использовали программу GraphPad Prism (версия 8.2.0). Различия признавались статистически значимыми при уровне p < 0,05. Результаты Среди пациенток с эндометриоидными кистами яичников гомозиготный генотип СС обнаружен у 40,8%, генотип СТ — у 46,6%, гомозиготный генотип ТТ — у 12,6%. В контрольной группе эти показатели составили 50,3, 36,4 и 13,2% соответственно (χ² = 2,79, p = 0,25) (рис. 1). Рисунок 1. Распределение генотипов полиморфизма rs2414098 гена CYP19A1 у женщин исследуемых групп и в европейской популяции Figure 1. Distribution of genotypes of the rs2414098 polymorphism of the CYP19A1 gene in women of the studied groups and in the European population Частота встречаемости аллели риска С полиморфизма rs2414098 гена CYP19A1 составила 64,1% в основной группе и 68,5% в контрольной (χ² = 1,1, p = 0,29). Исследование не обнаружило связи между наличием rs2414098 полиморфизма в гене CYP19A1 и риском развития эндометриоидных кист яичников. Распределение аллелей и генотипов соответствовало характеристикам европейской женской популяции. Оценка относительного уровня экспрессии гена CYP19A1 (табл. 1) продемонстрировала, что при функциональных кистах яичника экспрессия гена значительно выше, чем при эндометриоидных. Таблица 1. Оценка относительного уровня экспрессии гена CYP19A1 между исследуемыми группами Table 1. Assessment of the relative expression level of the CYP19A1 gene between the study groups | Группа | RQ | От | До | P | | Контроль | 1,00 | 0,73 | 1,37 | < 0.05 | | Основная группа | 0,38 | 0,28 | 0,50 | Примечание: RQ (Relative Quantity) — единица измерения относительного уровня экспрессии. Note: RQ (Relative Quantity) — measure of the relative level of expression. Уровень сывороточного белка цитохрома P450 ароматазы (CYP19A1) в контрольной группе составил 292,74 ± 195,52 пг/мл, а в основной — 374,75 ± 250,1 пг/мл (р = 0,36). Хотя в основной группе наблюдалась тенденция к повышению уровня белка CYP19A1, статистически значимых различий между группами не выявлено. Вероятно, это обусловлено значительной индивидуальной вариабельностью уровней ароматазы. В ходе исследования у пациенток с эндометриомами яичников не была обнаружена значимая корреляционная связь между уровнем экспрессии гена CYP19A1 и концентрацией белка цитохрома ароматазы Р450 (CYP19A1), что подтверждается коэффициентами (r = –0,02, p = 0,9), полученными методом ранговой корреляции. Обсуждение Эндометриоидные гетеротопии формируют специфическую микросреду, в которой концентрация стероидных гормонов существенно превышает их содержание в плазме крови. При эндометриозе в перитонеальной жидкости фиксируют аномально высокие концентрации эстрогенов, которые не соотносятся с текущей фазой менструального цикла [7]. Изучение генетических и эпигенетических механизмов, которые способствуют поддержанию локального избытка эстрогенов, представляет значительный научный интерес. Процесс синтеза стероидных гормонов начинается с преобразования холестерина и включает ароматизацию андрогенов. Ключевую роль в этом биохимическом пути играют ферменты семейства цитохрома P450, локализованные в митохондриальных мембранах. Завершающий и необратимый этап образования эстрогенов — деметилирование — осуществляется с помощью ароматазы P450 [8]. Фермент ароматаза P450, синтез которого определяется геном ароматазы, контролирует экспрессию гена CYP в клетке через разнообразные пути: от стимуляции транскрипции генов, отвечающих за производство изофермента р450, до стабилизации мРНК и посттрансляционных модификаций [9]. В проведенном нами исследовании не было обнаружено связи между полиморфизмом rs2414098 гена CYP19A1 и предрасположенностью к формированию эндометриоидных кист яичников, что коррелирует с данными других авторов [10, 11]. Ранее нами было установлено, что указанный полиморфизм ассоциирован с развитием гиперплазии и рака эндометрия [12]. В ходе исследования было установлено, что у женщин с эндометриомами уровень экспрессии гена CYP19A1 существенно ниже по сравнению с контрольной группой. Исследование 2019 г. выявило значительные различия в степени экспрессии генов CYP19A1 в тканях эндометрия и перитонеальных поражениях у женщин с эндометриозом [13]. Возможно, экспрессия гена CYP19A1 обусловлена эпигенетическими трансформациями в регуляторных зонах, включая метилирование ДНК и изменения в структуре гистонов [14]. В нашем исследовании также не было зафиксировано повышения уровня сывороточного белка CYP19A1 в крови. Раскрытие механизмов взаимодействия генетических и эпигенетических факторов, а также влияния микроокружения на экспрессию генов может стать основой для создания инновационных методов диагностики и терапии эндометриоза яичников. Это подчеркивает необходимость продолжения научных изысканий в данном направлении. Выводы Генотип CC и аллель C полиморфизма rs2414098 гена CYP19A1 не связаны с повышенным риском развития эндометриом яичников. Концентрация белка CYP19A1 в сыворотке крови не может рассматриваться как биомаркер эндометриоза яичников. Работа выполнена при финансовой поддержке гранта Казанского государственного медицинского университета МЗ РФ. Зарипова А.Ш. https://orcid.org/ HYPERLINK «https://orcid.org/0000-0002-2701-319X»0000-0002-2701-319X Габидуллина Р.И. https://orcid.org/ HYPERLINK «https://orcid.org/0000-0002-7567-6043″0000-0002-7567-6043 Эгамбердиева Л.Д. https://orcid.org/ HYPERLINK «https://orcid.org/0000-0002-7566-3285″0000-0002-7566-3285 Литература - Cong S., Guo Q., Cheng Y. et al. Identification and Analyzation of Differentially Expressed Transcription Factors in Endometriosis // Front. Mol. Biosci. — 2021. — V. 7. — P. 614427. DOI: 10.3389/fmolb.2020.614427 - Wu X., Yu X., Yang L. et al. Global Trends and Emerging Frontiers on Ovarian Endometriosis: A Bibliometric and Visualization Analysis // J. Multidiscip. Health. — 2025. — V. 18. — P. 3619–3631. DOI: 10.2147/JMDH.S527221 - Ferrari F., Epis M., Casarin J. et al. Long-term therapy with dienogest or other oral cyclic estrogen-progestogen can reduce the need for ovarian endometrioma surgery // Women’s health (London, England). — 2024. — V. 20. DOI: 10.1177/17455057241252573 - Пономарева Т.А., Алтухова О.Б., Пономаренко И.В., Чурносов М.И. Роль генетических факторов в формировании эндометриоидных поражений // Акушерство, гинекология и репродукция. — 2023. — Т. 17, № — С. 443–454. DOI: 10.17749/2313-7347/ob.gyn.rep.2023.434 - Lalami I., Abo C., Borghese B. et al. Genomics of endometriosis: from genome Wide Association studies to exome sequencing // Int. J. Mol. Sci. — 2021. — V. 22 (14). — P. 7297. DOI: 10.3390/ijms22147297 - 1000 Genomes Project Phase 3, Ensembl 2019. Available at: http://www.ensembl.org - McKinnon B.D., Kocbek V., Nirgianakis K., Bersinger N.A., Mueller M.D. Kinase signalling pathways in endometriosis: potential targets for non-hormonal therapeutics // Hum. Update. — 2016. — V. 22 (3). — P. 382–403. DOI: 10.1093/humupd/dmv060 - Assaf L., Eid A.A., Nassif J. Role of AMPK/mTOR, mitochondria, and ROS in the pathogenesis of endometriosis // Life Sci. — 2022. — V. 306. — P. 120805. DOI: 10.1016/j.lfs.2022.120805 - Tang C., Lin J.H., Lu A.Y.H. C. Metabolism — Based drug — Drug in-teractions: What determines individual variability in cytochrome P450 induction? // Drug Metab. — 2005. — № 33. — P. 603–613. DOI: 10.1124/dmd.104.003236 - Wang L., Lu X., Wang D. et al. CYP19 gene variant confers susceptibility to endometriosis-associated infertility in Chinese women // Exp. Mol. Med. — 2014. — V. 46 (6). — Р. 103. DOI: 10.1038/emm.2014.31 - Méar L., Herr M., Fauconnier A. et al. Polymorphisms and endometriosis: a systematic review and meta-analyses // Hum. Reprod. Update. — 2019. — V. 26 (1). — Р. 73–102. DOI: 10.1093/humupd/dmz034 - Габидуллина Р.И., Смирнова Г.А., Нухбала Ф.Р. и др. Связь однонуклеотидного полиморфизма гена CYP19A1 rs2414098 с риском развития эндометриоидной аденокарциномы // Практическая медицина. — 2019. — № — С. 68–71. DOI: 10.32000/2072-1757-2019-4-68-71 - Швед Н.Ю., Малышева О.В., Осиновская Н.С. и др. Анализ экспрессии генов ароматазы CYP19A1, рецепторов прогестерона PGR и эстрогена ESR1 в биоптатах тканей эндометриоидных гетеротопий и эндометрия методом ОТ-ПЦР // Журнал акушерства и женских болезней. — 2019. — Т. 68, № — С. 79–86. DOI: 10.17816/JOWD68279-86 - Bulun S.E., Yildiz S., Adli M., Chakravarti D., Parker J.B., Milad M. et al. Endometriosis and adenomyosis: shared pathophysiology // Fertil. Steril. — 2023. — V. 119 (5). — P. 746–750. DOI: 10.1016/j.fertnstert.2023.03.006

- Cong S., Guo Q., Cheng Y. et al. Identification and Analyzation of Differentially Expressed Transcription Factors in Endometriosis. Front. Mol. Biosci, 2021, vol. 7, pp. 614427. DOI: 10.3389/fmolb.2020.614427 - Wu X., Yu X., Yang L. et al. Global Trends and Emerging Frontiers on Ovarian Endometriosis: A Bibliometric and Visualization Analysis. J. Multidiscip. Health, 2025, vol. 18, pp. 3619–3631. DOI: 10.2147/JMDH.S527221 - Ferrari F., Epis M., Casarin J. et al. Long-term therapy with dienogest or other oral cyclic estrogen-progestogen can reduce the need for ovarian endometrioma surgery. Women’s health (London, England), 2024, vol. 20. DOI: 10.1177/17455057241252573 - Ponomareva T.A., Altukhova O.B., Ponomarenko I.V., Churnosov M.I. The role of genetic factors in the formation of endometrioid lesions. Akusherstvo, ginekologiya i reproduktsiya, 2023, vol. 17, no. 4, pp. 443–454 (in Russ.). DOI: 10.17749/2313-7347/ob.gyn.rep.2023.434 - Lalami I., Abo C., Borghese B. et al. Genomics of endometriosis: from genome Wide Association studies to exome sequencing. Int. J. Mol. Sci, 2021, vol. 22 (14), p. 7297. DOI: 10.3390/ijms22147297 - 1000 Genomes Project Phase 3, Ensembl 2019, available at: http://www.ensembl.org - McKinnon B.D., Kocbek V., Nirgianakis K., Bersinger N.A., Mueller M.D. Kinase signalling pathways in endometriosis: potential targets for non-hormonal therapeutics. Hum. Reprod. Update, 2016, vol. 22 (3), pp. 382–403. DOI: 10.1093/humupd/dmv060 - Assaf L., Eid A.A., Nassif J. Role of AMPK/mTOR, mitochondria, and ROS in the pathogenesis of endometriosis. Life Sci, 2022, vol. 306, pp. 120805. DOI: 10.1016/j.lfs.2022.120805 - Tang C., Lin J.H., Lu A.Y.H. C. Metabolism — Based drug — Drug in-teractions: What determines individual variability in cytochrome P450 induction?. Drug Metab. Dispos., 2005, no. 33, pp. 603–613. DOI: 10.1124/dmd.104.003236 - Wang L., Lu X., Wang D. et al. CYP19 gene variant confers susceptibility to endometriosis-associated infertility in Chinese women. Exp. Mol. Med, 2014, vol. 46 (6), r. 103. DOI: 10.1038/emm.2014.31 - Méar L., Herr M., Fauconnier A. et al. Polymorphisms and endometriosis: a systematic review and meta-analyses. Hum. Reprod. Update, 2019, vol. 26 (1), rr. 73–102. DOI: 10.1093/humupd/dmz034 - Gabidullina R.I., Smirnova G.A., Nukhbala F.R. et al. Association of single nucleotide polymorphism of the CYP19A1 rs2414098 gene with the risk of developing endometrioid adenocarcinoma. Prakticheskaya meditsina, 2019, no. 17, pp. 68–71 (in Russ.). DOI: 10.32000/2072-1757-2019-4-68-71 - Shved N.Yu., Malysheva O.V., Osinovskaya N.S. et al. Analysis of the expression of the aromatase CYP19A1, progesterone PGR and estrogen receptors ESR1 genes in tissue biopsies of endometrioid heterotopias and endometrium by the RT-PCR method. Zhurnal akusherstva i zhenskikh bolezney, 2019, vol. 68, no. 2, pp. 79–86 (in Russ.). DOI: 10.17816/JOWD68279-86 - Bulun S.E., Yildiz S., Adli M., Chakravarti D., Parker J.B., Milad M. et al. Endometriosis and adenomyosis: shared pathophysiology. Fertil. Steril, 2023, vol. 119 (5), pp. 746–750. DOI: 10.1016/j.fertnstert.2023.03.006