Current experimental models of endometriosis: achievements and prospects

Современные экспериментальные модели эндометриоза: достижения и перспективы Леваков С.А., Громова Т.А., Ишбаева Д.И. Эндометриоз представляет собой хроническое заболевание, поражающее около 10–15% женщин репродуктивного возраста и являющееся основной причиной тазовой боли и бесплодия. Этиология и патогенез заболевания остаются недостаточно изученными, что затрудняет разработку эффективных методов лечения. Настоящий обзор посвящен анализу современных экспериментальных моделей, используемых для изучения эндометриоза, включая in vitro, in vivo, а также межотраслевые модели. Особое внимание уделено инновационным технологиям, таким как трехмерные клеточные культуры (сфероиды, органоиды), микрофлюидные системы «орган-на-чипе» и 3D-биопечать. Эти подходы позволяют моделировать сложные межклеточные взаимодействия и физиологические процессы, приближая in vitro условия к in vivo реальности. Рассматриваются модели на грызунах и нечеловекообразных приматах, их преимущества, ограничения и роль в изучении патогенеза и тестировании терапевтических средств. Заключение. Анализ литературы показывает, что, несмотря на разнообразие моделей, каждая из них имеет ограничения в полной имитации клинической картины заболевания у человека. Интеграция классических животных моделей с передовыми клеточными технологиями и методами визуализации открывает новые перспективы для фундаментальных исследований и доклинической разработки персонализированных методов диагностики и терапии эндометриоза. Вклад авторов. Леваков С.А. – концепция; Громова Т.А. – концепция, редактирование материала, написание текста; Ишбаева Д.И. – сбор и обработка материала, написание текста. Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Финансирование. Работа выполнена без спонсорской поддержки. Генеративный искусственный интеллект. При создании данной статьи технологии генеративного искусственного интеллекта не использовали. Для цитирования: Леваков С.А., Громова Т.А., Ишбаева Д.И. Современные экспериментальные модели эндометриоза: достижения и перспективы. Акушерство и гинекология. 2026; 9: 49-56 https://dx.doi.org/10.18565/aig.2026.160 Ключевые слова Список литературы - Shafrir A.L., Farland L.V., Shah D.K., Harris H.R., Kvaskoff M., Zondervan K. et al. Risk for and consequences of endometriosis: A critical epidemiologic review. Best Practice & Research Clinical Obstetrics & Gynaecology. 2018; 51: 1-15. https://dx.doi.org/10.1016/j.bpobgyn.2018.06.001 - França P.R.C., Lontra A.C.P., Fernandes P.D. Endometriosis: A disease with few direct treatment options. Molecules. 2022; 27(13): 4034. https://dx.doi.org/10.3390/molecules27134034 - Romano A., Xanthoulea S., Giacomini E., Delvoux B., Alleva E., Vigano P. Endometriotic cell culture contamination and authenticity: a source of bias in in vitro research? Hum. Reprod. 2020; 35(2): 364-76. https://dx.doi.org/10.1093/humrep/dez266 - Weng C.S., Cope A.G., Mara K.C., Schoolmeester J.K., Khan Z., Burnett T.L. Association between laparoscopic appearance of superficial endometriosis, positive histology, and systemic hormone use. J. Minim. Invasive Gynecol. 2022; 29(12): 1339-43. https://dx.doi.org/10.1016/j.jmig.2022.09.010 - Zhang Y., He T., Lin T., Guo Q., Huo C., Roberts S.Z. et al. Novel in vivo endometriotic models associated eutopic endometrium by implanting menstrual blood-derived stromal cells from patients with endometriosis. Sci. Rep. 2023; 13(1): 8347. https://dx.doi.org/10.1038/s41598-023-35373-4 - Seumois G., Ramírez-Suástegui C., Schmiedel B.J., Liang S., Peters B., Sette A. et al. Single-cell transcriptomic analysis of allergen-specific T cells in allergy and asthma. Sci. Immunol. 2020; 5(48): eaba6087. https://dx.doi.org/10.1126/sciimmunol.aba6087 - Dimova T., Alexandrova M., Vangelov I., You Y., Mor G. The modeling of human implantation and early placentation: achievements and perspectives. Hum. Reprod. Update. 2025; 31(2): 133-63. https://dx.doi.org/10.1093/humupd/dmae033 - Gu Z.Y., Jia S.Z., Leng J.H. Establishment of endometriotic models: the past and future. Chin. Med. J. (Engl). 2020; 133(14): 1703-10. https://dx.doi.org/10.1097/CM9.0000000000000885 - Gołąbek-Grenda A., Olejnik A. In vitro modeling of endometriosis and endometriotic microenvironment - Challenges and recent advances. Cell. Signal. 2022; 97: 110375. https://dx.doi.org/10.1016/j.cellsig.2022/110375 - Miller J.E., Monsanto S.P., Ahn S.H., Khalaj K., Fazleabas A.T., Young S.L. et al. Interleukin-33 modulates inflammation in endometriosis. Sci. Rep. 2017; 7(1): 17903. https://dx.doi.org/10.1038/s41598-017-18224-x - Ruiz A., Ruiz L., Colón-Caraballo M., Torres-Collazo B.J., Monteiro J.B., Bayona M. et al. Pharmacological blockage of the CXCR4-CXCL12 axis in endometriosis leads to contrasting effects in proliferation, migration, and invasion. Biol. Reprod. 2018; 98(1): 4-14. https://dx.doi.org/10.1093/biolre/iox152 - Yang J.H., Hansen A.S. Enhancer selectivity in space and time: from enhancer–promoter interactions to promoter activation. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2024; 25(7): 574-91. https://dx.doi.org/10.1038/s41580-024-00710-6 - Edmondson R., Broglie J.J., Adcock A.F., Yang L. Three-dimensional cell culture systems and their applications in drug discovery and cell-based biosensors. Assay Drug. Dev. Technol. 2014; 12(4): 207-18. https://dx.doi.org/10.1089/adt.2014.573 - Song Y., Burns G.W., Joshi N.R., Arora R., Kim J.J., Fazleabas A.T. Spheroids as a model for endometriotic lesions. JCI Insight. 2023; 8(11): e160815. https://dx.doi.org/ 10.1172/jci.insight.160815 - Bloise N., Giannaccari M., Guagliano G., Peluso E., Restivo E., Strada S. et al. Growing role of 3D in vitro cell cultures in the study of cellular and molecular mechanisms: short focus on breast cancer, endometriosis, liver and infectious diseases. Cells. 2024; 13(12): 1054. https://dx.doi.org/10.3390/cells13121054 - Lv J., Zhu Q., Jia X., Yu N., Li Q. In vitro and in vivo effects of tumor suppressor gene PTEN on endometriosis: an experimental study. Med. Sci. Monit. 2016; 22: 3727-36. https://dx.doi.org/ 10.12659/msm.901091 - Wang Y., Guo Y., Yang Y., Ma X., Qin J. Engineering human endometrial model systems in reproductive health and disease. NPJ Biomed. Innov. 2025; 2(1): 43. https://dx.doi.org/10.1038/s44385-025-00047-5 - Fatehullah A., Tan S.H., Barker N. Organoids as an in vitro model of human development and disease. Nat. Cell Biol. 2016; 18(3): 246-54. https://dx.doi.org/10.1038/ncb3312 - Wiwatpanit T., Murphy A.R., Lu Z., Urbanek M., Burdette J.E., Woodruff T.K. et al. Scaffold-free endometrial organoids respond to excess androgens associated with polycystic ovarian syndrome. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2020; 105(3): 769-80. https://dx.doi.org/10.1210/clinem/dgz100 - Turco M.Y., Gardner L., Hughes J., Cindrova-Davies T., Gomez M.J., Farrell L. et al. Long-term, hormone-responsive organoid cultures of human endometrium in a chemically defined medium. Nat. Cell Biol. 2017; 19: 568-77. https://dx.doi.org/10.1038/ncb3516 - Esfandiari F., Mansouri N., Shahhoseini M., Heidari Khoei H., Mikaeeli G., Vankelecom H. et al. Endometriosis organoids: prospects and challenges. Reprod. Biomed. Online. 2022; 45(1): 5-9. https://dx.doi.org/10.1016/j.rbmo.2022.03.016 - Gnecco J.S., Brown A., Buttrey K., Ives C., Goods B.A., Baugh L. et al. Organoid co-culture model of the human endometrium in a fully synthetic extracellular matrix enables the study of epithelial-stromal crosstalk. Med. 2023; 4(8): 554-79. https://dx.doi.org/10.1016/j.medj.2023.07.004 - Koninckx P.R., Ussia A., Martin D.C. How organoids from endometrium and endometriosis could help to understand the pathogenesis of endometriosis. Fertil. Steril. 2021; 115(1): 78-9. https://dx.doi.org/10.1016/j.fertnstert.2020.11.022 - Filby C.E., Wyatt K.A., Mortlock S., Cousins F.L., McKinnon B., Tyson K.E. et al. Comparison of organoids from menstrual fluid and hormone-treated endometrium: novel tools for gynecological research. J. Pers. Med. 2021; 11(12): 1314. https://dx.doi.org/10.3390/jpm11121314 - Boretto M., Maenhoudt N., Luo X., Hennes A., Boeckx B., Bui B. et al. Patient-derived organoids from endometrial disease capture clinical heterogeneity and are amenable to drug screening. Nat. Cell. Biol. 2019; 21: 1041-51. https://dx.doi.org/10.1038/s41556-019-0360-z - Ahmad V., Yeddula S.G.R., Telugu B.P., Spencer T.E., Kelleher A.M. Development of polarity-reversed endometrial epithelial organoids. Reproduction. 2023; 167(3): e230478. https://dx.doi.org/10.1530/REP-23-0478 - Bui B.N., Boretto M., Kobayashi H., van Hoesel M., Steba G.S., van Hoogenhuijze N. et al. Organoids can be established reliably from cryopreserved biopsy catheter-derived endometrial tissue of infertile women. Reprod. Biomed. Online. 2020; 41(3): 465-73. https://dx.doi.org/10.1016/j.rbmo.2020.03.019 - Adamczyk M., Wender-Ozegowska E., Kedzia M. Epigenetic factors in eutopic endometrium in women with endometriosis and infertility. Int. J. Mol. Sci. 2022; 23(7): 3804. https://dx.doi.org/10.3390/ijms23073804 - Rahmana M.D.R., Hill C.J., Wilm B., Hapangama D.K. Compound design of a patient-derived 3D cell culture system modelling early peritoneal endometriosis. Dis. Model Mech. 2026; 19(6): dmm052436. https://dx.doi.org/10.1242/dmm.052436 - Dorning A., Dhami P., Panir K., Hogg C., Park E., Ferguson G.D. et al. Bioluminescent imaging in induced mouse models of endometriosis reveals differences in four model variations. Dis. Model. Mech. 2021; 14(8): dmm049070. https://dx.doi.org/10.1242/dmm.049070 - Bellofiore N., Ellery S., Mamrot J., Walker D., Temple-Smith P., Dickinson H. First evidence of a menstruating rodent: the spiny mouse (Acomys cahirinus). Am. J. Obstet. Gynecol. 2017; 216(1): 40.e1-e11. https://dx.doi.org/10.1016/j.ajog.2016.07.041 - Tejada M.A., Antunez C., Nunez-Badinez P., De Leo B., Saunders P.T., Vincent K. et al. Rodent animal models of endometriosis-associated pain: unmet needs and resources available for improving translational research in endometriosis. Int. J. Mol. Sci. 2023; 24(3): 2422. https://dx.doi.org/10.3390/ijms24032422 - Dodds K.N., Beckett E.A.H., Evans S.F., Hutchinson M.R. Lesion development is modulated by the natural estrous cycle and mouse strain in a minimally invasive model of endometriosis. Biol. Reprod. 2017; 97(6): 810-21. https://dx.doi.org/10.1093/biolre/iox132 - He Y., Liang B., Hung S.W., Zhang R., Xu H., Chung J.P.W. et al. Re-evaluation of mouse models of endometriosis for pathological and immunological research. Front. Immunol. 2022; 13: 986202. https://dx.doi.org/10.3389/fimmu.2022.986202 - Liang Y., Wu J., Wang W., Xie H., Yao S. Pro-endometriotic niche in endometriosis. Reprod. Biomed. Online. 2019; 38(4): 549-59. https://dx.doi.org/10.1016/j.rbmo.2018.12.025 - Евдокимова В.В. Моделирование наружного генитального эндометриоза на крысах с изучением ангиогенеза в эндометриоидных имплантах на макро- и микроскопическом уровне. Медицинский вестник Башкортостана. 2013; 8(2): 350-4. [Evdokimova V.V. Modeling of external genital endometriosis in rats with the study of angiogenesis in endometrioid implants at the macro- and microscopic levels. Medical Bulletin of Bashkortostan. 2013; 8(2): 350-4 (in Russian)]. - Li Y., Adur M.K., Kannan A., Davila J., Zhao Y., Nowak R.A. et al. Progesterone alleviates endometriosis via inhibition of uterine cell proliferation, inflammation and angiogenesis in an immunocompetent mouse model. PLoS One. 2016; 11(10): e0165347. https://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0165347 - Sadler K.E., Mogil J.S., Stucky C.L. Innovations and advances in modelling and measuring pain in animals. Nat. Rev. Neurosci. 2022; 23: 70-85. https://dx.doi.org/10.1038/s41583-021-00536-7 - Hestehave S., Abelson K.S.P., Brønnum Pedersen T., Munro G. The analgesic efficacy of morphine varies with rat strain and experimental pain model: implications for target validation efforts in pain drug discovery. Eur. J. Pain. 2019; 23(3): 539-54. https://dx.doi.org/10.1002/ejp.1327 - Адамян Л.В., Пивазян Л.Г., Маилова К.С., Пешкова Ю.О., Степанян А.А. Экспериментальное моделирование, профилактика и лечение эндометриоз-ассоциированного спаечного процесса на клеточной линии NIH/3T3-фибробластов с применением бовгиалуронидазы азоксимер (in vitro). Проблемы репродукции. 2024; 30(6): 61-72. https://dx.doi.org/10.17116/repro20243006161 [Adamyan L.V., Pivazyan L.G., Mailova K.S., Peshkova Yu.O., Stepanian A.A. Experimental modeling, prevention, and treatment of endometriosis-associated adhesion formation in NIH/3T3 fibroblast cell line using bovhyaluronidase azoximer (in vitro). Russian Journal of Human Reproduction). 2024; 30(6): 61-72 (in Russian). https://dx.doi.org/10.17116/repro20243006161]. - Chen S., Bennet L., McGregor A.L. MacGreen mice: a novel tool to investigate inflammation following experimental stroke. J. Exp. Stroke Trans. Med. 2015; 8: 1-9. - Chen P., Mamillapalli R., Habata S., Taylor H.S. Endometriosis stromal cells induce bone marrow mesenchymal stem cell differentiation and PD-1 expression through paracrine signaling. Mol. Cell. Biochem. 2021; 476(4): 1717-27. https://dx.doi.org/10.1007/s11010-020-04012-1 - Ferrero H., Buigues A., Martínez J., Simón C., Pellicer A., Gómez R. A novel homologous model for noninvasive monitoring of endometriosis progression. Biol. Reprod. 2017; 96(2): 302-12. https://dx.doi.org/10.1095/biolreprod.116.140756 - Dorning A., Dhami P., Panir K., Hogg C., Park E., Ferguson G.D. et al. Bioluminescent imaging in induced mouse models of endometriosis reveals differences in four model variations. Dis. Model Mech. 2021; 14(8): dmm049070. https://dx.doi.org/10.1242/dmm.049070 - Slayden O.D, Luo F., Martin L.D. A protocol for creating endometriosis in rhesusmacaques (Macaca mulatta). J. Med. Primatol. 2023; 52(6): 405-13. https://dx.doi.org/10.1111/jmp.12681 - Tapmeier T.T., Rahmioglu N., Lin J., de Leo B., Obendorf M., Raveendran M. et al. Neuropeptide S receptor 1 is a nonhormonal treatment target in endometriosis. Sci. Transl. Med. 2021; 13(608): eabd6469. https://dx.doi.org/10.1126/scitranslmed.abd6469 - Luo F., Slayden O. Attenuation of ampullary anoctamin 1 by the peritoneal fluid in rhesus macaques with spontaneous endometriosis. Biol. Reprod. 2025; 112(2): 286-96. https://dx.doi.org/10.1093/biolre/ioae173 - Xiao S., Coppeta J.R., Rogers H.B., Isenberg B.C., Zhu J., Olalekan S.A. et al. A microfluidic culture model of the human reproductive tract and 28-day menstrual cycle. Nat. Commun. 2017; 8: 14584. https://dx.doi.org/10.1038/ncomms14584 - Ahn J., Yoon M.J., Hong S.H., Cha H., Lee D., Koo H.S. et al. Three-dimensional microengineered vascularised endometrium-on-a-chip. Hum. Reprod. 2021; 36(10): 2720-31. https://dx.doi.org/10.1093/humrep/deab186 - Блажнова Е.М., Балтер Р.Б., Иванова Т.В., Пугачева Т.А., Ибрагимова А.Р., Целкович Л.С., Оганисян А.Т. Перспективы применения 3D-моделирования и биомаркеров в дифференциальной диагностике эндометриоидных кист яичников. Вестник рентгенологии и радиологии. 2024; 105(1): 6-12. https://dx.doi.org/10.20862/0042-4676-2024-105-1-6-12 [Blazhnova Е.М., Balter R.B., Ivanova Т.V., Pugacheva Т.А., Ibragimova А.R., Tselkovich L.S., Oganisyan А.Т. Prospects for Using 3D modeling and biomarkers in differential diagnosis of endometrioid ovarian cysts. Journal of radiology and nuclear medicine. 2024; 105(1): 6-12 (in Russian). https://dx.doi.org/10.20862/0042-4676-2024-105-1-6-12]. Поступила 07.05.2026 Принята в печать 09.07.2026 Об авторах / Для корреспонденции Леваков Сергей Александрович, д.м.н., профессор, заведующий кафедрой акушерства и гинекологии ИКМ им. Н.В. Склифосовского, Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет), 119991, Россия, Москва, ул. Трубецкая, д. 8, стр. 2, +7(495)609-14-00, [email protected],https://orcid.org/0000-0002-4591-838X Громова Татьяна Александровна, к.м.н., ассистент кафедры акушерства и гинекологии ИКМ им. Н.В. Склифосовского, Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет), 119991, Россия, Москва, ул. Трубецкая, д. 8, стр. 2, +7(495)609-14-00, [email protected], https://orcid.org/0000-0001-6104-9842 Ишбаева Дилфузахан Ишбаевна, аспирант кафедры акушерства и гинекологии ИКМ им. Н.В. Склифосовского, Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет), 119991, Россия, Москва, ул. Трубецкая, д. 8, стр. 2, +7(495)609-14-00, [email protected], https://orcid.org/0000-0002-1999-0273 Автор, ответственный за переписку: Татьяна Александровна Громова, [email protected]