Endometrial molecular biological changes in women with external genital endometriosis

Эндометриоз – одно из наиболее распространенных гинекологических заболеваний. Эндометриоз поражает 5–10% женщин репродуктивного возраста, однако, среди женщин с тазовой болью и бесплодием его частота составляет 35–50% [1, 2]. В структуре гинекологической заболеваемости эндометриоз занимает 3-е место после воспалительных заболеваний и миомы матки, приводя к значительным нарушениям репродуктивной функции, стойкому болевому синдрому (71–87%) и бесплодию (21–47%). Эти симптомы сильно влияют на социальную жизнь, сексуальное и психологическое благополучие, снижая качество жизни больных женщин [1, 2]. Эндометриоз характеризуется присутствием и ростом за пределами полости матки, ткани, по морфологическому строению и функциям, подобной маточному эндометрию и, также как эндометрий, отвечающей на циклические изменения яичниковых гормонов [1–7]. Очаги эктопического эндометрия обычно локализуются на брюшине малого таза и тазовых органах [7, 8]; значительно более редко они могут быть найдены на других органах, таких как плевра, перикард, почки, мочевой пузырь, легкие и даже головной мозг [7, 9]. Предложено множество теорий, объясняющих патогенез эндометриоза: теория ретроградной менструации, метаплазия мезотелия брюшины, влияние половых гормонов, оксидативный стресс и воспаление, иммунная дисфункция, супрессия апоптоза, изменение клеточной гибели в клетках эндометриоидных очагов, происхождение эндометриоидных очагов из стволовых клеток (таблица) [2–16]. Ни одна из них окончательно не подтверждена [7]. Различные теории патогенеза эндометриоза указывают на то, что механизм развития эндометриоза представляет собой сложный многофакторный процесс и включает гормональный, генетический, иммунный и экологический компоненты [7]. Ретроградная менструация может быть основным инициирующим фактором в патогенезе поверхностного эндометриоза, а генетические и микроэкологические факторы препятствуют элиминации эктопических очагов и способствуют ремоделированию брюшины, которые важны для распространения эндометриоидных очагов [2, 5–8, 16]. Эндометриоз, как предполагают, распространяется благодаря изменению состава перитонеальной жидкости, как результат генетических, гормональных факторов и факторов окружающей среды [7]. В данном обзоре мы рассматриваем и обобщаем современные данные, касающиеся молекулярных изменений в эндометрии женщин с генитальным эндометриозом. Предполагают, что эндометриоз связан с аномальной иммунной системой в эутопическом эндометрии. Таким образом, имеет место патологическое изменение функции иммунной системы не только в эндометриоидных очагах, но и в пределах эутопического эндометрия женщин с эндометриозом, что выражается в изменении жизнеспособности и функции эутопического эндометрия [17]. В результате исследования иммунного ответа эутопического эндометрия женщин с эндометриозом было выявлено, что пациенток с эндометриозом отличает от женщин, не страдающих данным заболеванием, распределение макрофагов в эутопическом эндометрии [17]. Значительную роль в развитии эндометриоза, как полагают, играют и воспалительные изменения в эндометрии. Хронический эндометрит – это постоянное воспаление слизистой оболочки тела матки с поражением как функционального, так и базального слоя. Известно, что для диагностики хронического эндометрита необходимо наличие плазматических клеток в строме эндометрия [17]. Кроме того, при хроническом эндометрите имеют место следующие морфологические признаки: лимфоидные инфильтраты, фиброз стромы, склеротические изменения спиральных артерий. В эндометрии снижается количество рецепторов к половым гормонам, результатом чего становится неполноценность превращений слизистой оболочки матки в течение менструального цикла. Клиническое течение хронического эндометрита латентное. Недавние исследования показали, что хронический эндометрит связан с бесплодием и привычным невынашиванием беременности [18]. Он был выявлен у 12–46% бесплодных женщин, у 30% женщин с повторными неудачными имплантациями в программах ЭКО, у 28% женщин при бесплодии неясного генеза и у 12% – при необъясненных повторяющихся самопроизвольных абортах [18]. При сопоставлении заболеваемости хроническим эндометритом пациенток с эндометриозом и без него было выявлено существенное различие: воспалением слизистой оболочки тела матки страдали 52,94% пациенток с эндометриозом и всего 27,02% – без эндометриоза [17]. Хронический эндометрит был найден в 40,0% при первой стадии эндометриоза, в 50,0% – при второй стадии, в 70,0% – при третьей и в 46,7% – при четвертой. Не было выявлено значительной разницы между ранними стадиями (первой и второй) и поздними стадиями (третьей и четвертой) [17]. По данным других исследований, в эутопическом эндометрии от женщин с эндометриозом приблизительно в 19,9% (35 из 176) наблюдался полип эндометрия, включая 32 случая полипа эндометрия и 3 случая сочетания атипической гиперплазии эндометрия с полипом эндометрия; в 4,0% (7 из 176) случаев у пациенток с эндометриозом диагностирована атипическая гиперплазия эндометрия. Уровень патологических изменений в эутопическом эндометрии составил 22,2% (39 из 176) [19]. Среди пациентов с бесплодием, ассоциированным с эндометриозом, уровень патологических изменений в эутопическом эндометрии составил 35,9%, что было значительно выше по сравнению с женщинами с сохранной репродуктивной функцией (16,3%) [19]. Кроме того, у пациенток с эндометриозом в эутопическим эндометрии изменена генная экспрессия и секреция протеинов. Исследование экспрессии генов выявило ряд кандидатных генов, которые различно экспрессированы при эндометриозе. Исследование генетических полиморфизмов, ассоциированных с предрасположенностью к развитию эндометриоза, сфокусировано на генах, вовлеченных в процессы адгезии, миграции и инвазии, воспаления, в регуляцию, биосинтез и детоксикацию стероидных гормонов, сосудистую функцию и ремоделирование ткани [2, 5–7]. Факторы адгезии Эндометриальные клетки, которые при ретроградной менструации попадают в брюшную полость, могут непрерывно экспрессировать молекулы, в частности ламинины, участвующие в инвазии и миграции, приводя к развитию эндометриоза. Ламинин также способствует адгезии и миграции моноцитов, которые могут приводить к изменению функционирования иммунной системы у пациентов с эндометриозом. Ламинины – семейство крупных адгезивных гликопротеинов, они являются ключевыми компонентами базальных мембран и выполняют множество функций. Выявлено 3-кратное увеличение уровня mRNA LAMC2 в эутопическом и эктопическом эндометрии женщин с эндометриозом по сравнению с женщинами без этого заболевания. Схожие данные получены при иммуногистохимическом исследовании экспрессии гамма 2 цепи ламинина эутопического эндометрия женщин с эндометриозом по сравнению с женщинами без этого заболевания [20]. Кроме того, экспрессия mRNA LAMC1 была уменьшена в эндометрии от пациентов с эндометриозом по сравнению с эндометрием пациенток из группы контроля в пролиферативную фазу [21]. Это может способствовать адгезии менструального эндометрия к брюшине в течение пролиферативной фазы цикла [21, 22]. ApoE был идентифицированный как маркер клеточного выживания и пролиферации, которые являются важными для выживаемости очагов эндометриоза. JAM-1 относится к семейству адгезивных молекул. Экспрессия генов ApoE и JAM-1 была уменьшена на протяжении всего менструального цикла в эндометрии женщин с эндометриозом по сравнению с эндометрием пациенток из группы контроля [21, 22]. Экспрессия белка ITGB2 также различалась в эпителиальных клетках эндометрия здоровых женщин и больных эндометриозом в секреторную фазу. Факторы инвазии Инвазия в ткань происходит под действием матриксных металлопротеиназ (MMP) с последующей пролиферацией клеток и образованием эндометриоидных гетеротопий, под действием факторов роста и стероидных гормонов. Уровень экспрессии МMP-1, MMP-2 и MMP-9 в эутопическом эндометрии пациенток с эндометриозом был значительно выше по сравнению с женщинами без этого заболевания [23–25]. Факторы ангиогенеза Известно, что эндометриальные фрагменты, попадающие в брюшную полость при ретроградной менструации первоначально не имеют собственного кровоснабжения. Развитие очагов эндометриоза зависит от гипоксия-индуцированной регуляции проангиогенных факторов роста, и последующее формирование новых микроваскулярных участков ведет к быстрой васкуляризации. Это необходимое требование для длительного выживания и роста фрагментов эндометрия в эктопических очагах. При эндометриозе экспрессия белков сосудистоэндотелиального фактора роста (VEGF)-A, VEGF-B и VEGF-C в эутопическом и эктопическом эндометрии была увеличены по сравнению с эндометрием от женщин без эндометриоза. Также было выявлено, что mRNA VEGF-A в эктопическом эндометрии и mRNA VEGF-C в эктопическом и эутопическом эндометрии были значительно увеличены при сравнении с эндометрием от здоровых женщин из группы контроля. В других исследованиях также было выявлено изменение экспрессии VEGF-C и VEGF-D в эндометрии от женщин с эндометриозом [26–28]. Однако существует множество исследований, в которых связи между экспрессией VEGF и эндометриозом обнаружено не было [25, 29, 30]. Среди изученных 84 генов, связанных с ангиогенезом, уровень экспрессии был значительно выше у AKT1(RAC-alpha serine/threonine-protein kinase, Protein kinase B alpha), TYMP (Thymidine Phosphorylase – тимидинфосфорилаза), JAG1 (Jagged1), LAMA5 и TIMP1 в эутопическом эндометрии от женщин с эндометриозом в сравнении с пациентами без эндометриоза. Белковая экспрессия была значительно выражена только для AKT1. Изменения в экспрессии отобранных генов могли быть связаны с ранним дефектом в физиологической деятельности пролиферативного эндометрия и, в конечном счете, могли привести к его чрезмерно быстрому росту вне полости матки [30]. Факторы морфогенеза и дифференцировки тканей эмбриона, влияющие на рецептивность эндометрия Гены гомеобокса HOXA10 и HOXA11 являются регуляторами морфогенеза и дифференцировки тканей эмбриона, влияют на рост и дифференцировку эндометриальных клеток, рецептивность, децидуализацию и восприимчивость к эмбриональной имплантации [24]. Ген HOXA10, как известно, играет важную роль в развитии эндометриоза и связанного с ним бесплодия, влияя на рецептивность эндометрия. Определена значительно более низкая экспрессия HOXA-10 и HOXA-11 у женщин с эндометриозом по сравнению с женщинами без эндометриоза [24, 31]. Авторы предполагают, что отклонение в экспрессии HOXA-10 и HOXA-11 генов оказывает негативное влияние на реконструкцию и рецептивность эндометрия [24]. Более низкая экспрессия гена HOXA10 в эутопической и эктопической эндометриальной ткани от женщин с эндометриозом может быть связана с патогенезом эндометриоза и бесплодием, ассоциированным с эндометриозом [24]. Факторы онкогенеза В настоящее время накоплены данные о том, что эндометриоз, который рассматривается как доброкачественное заболевание, связан с возрастанием риска злокачественной трансформации приблизительно у 1,0% всех пораженных женщин. Так, взаимосвязь между эндометриозом и раком яичников подтверждается эпидемиологическими исследованиями и общими генетическими изменениями [32]. Ген RhoC участвует в процессах реорганизации цитоскелета и клеточной адгезии, а также играет определенную канцерогенную и метастатическую роль в некоторых злокачественных опухолях [33]. Увеличение экспрессии RhoC было обнаружено в эндометриоидных очагах и эутопическом эндометрии от женщин с генитальным эндометриозом, по сравнению с эндометрием от здоровых женщин во все фазы менструального цикла. Изменения экспрессии RhoC могут быть среди основных элементов, вовлеченных в происхождение и развитие эндометриоза [33]. Принимая во внимание вовлечение сложных клеточных и молекулярных механизмов в формирование и прогрессию эндометриоза, а также взаимосвязь эндометриоза с онкогенезом и метастазированием, была выдвинута гипотеза о возможной связи между функцией теломеразы и развитием/прогрессией эндометриоза [34]. Фермент теломераза восстанавливает теломеры и их синтез, что ведет к приобретению клеткой неограниченного потенциала деления, она активна в клетках, обладающих потенциалом к неограниченному делению. Теломеразная активность не обнаруживается в обычных соматических тканях. В нормальном организме теломераза образуется лишь в стволовых эмбриональных клетках – клетках-предшественниках сперматоцитов и ооцитов, обладающих неограниченным числом делений. Средняя экспрессии hTERT mRNA (теломераза) в эктопическом и эутопическом эндометрии от женщин с эндометриозом была значительно выше по сравнению с эутопическим эндометрием женщин без этого заболевания, что подтверждает связь между экспрессией теломеразы и развитием эндометриоза [34]. KAI-1 – трансмембранный белок, фактор супрессии метастазов. KAI-1 связывается с протеинами, играющими роль в миграции клеток, такими как молекулы клеточной адгезии, и подавляет их активность, уменьшая таким образом миграцию клеток. Экспрессия белка KAI-1 значительно снижена в эутопическом эндометрии от пациентов с эндометриозом по сравнению с женщинами без этого заболевания [35]. Регулятор апоптоза, Bcl-2, способствующий ингибированию апоптоза в эндометрии, значительно увеличен в эндометрии от женщин с эндометриозом по сравнению с женщинами без этого заболевания [36]. Гормональные факторы Значительную роль в патогенезе наружного генитального эндометриоза играют изменения в биосинтезе стероидных гормонов [2, 3, 5, 6]. Основными ферментами, участвующими в биосинтезе эстрогенов, являются ароматаза Р450 и 17-β гидроксистероиддегидрогеназы (17β-HSD) 1, 2, 3, 5, 7 и 12-го типов, а также стероидная сульфатаза (STS), которая конвертирует сульфатированные эстрогены в биологически активные эстрогены [2, 3, 5–7]. Стероидогенный фактор 1 (SF-1) – это транскрипционный фактор, важный для активации стероидогенных генов для эстрогенового биосинтеза в эндометриоз-подобных стромальных клетках. Метилирование кодирующей последовательности экзон/интрон в гене SF-1 положительно регулирует его экспрессию при эндометриозе, тогда как его гипометиляция в нормальном эндометрии была связана со значительно более низким уровнем SF-1 [37–40]. Эстрогеновый метаболизм, включающий ароматазу и 17β-HSD 2-го типа (фермент, который инактивирует эстрадиол в эстрон), изменен в эутопическом эндометрии женщин с эндометриозом по сравнению с эутопическим эндометрием женщин без этого заболевания [7, 41]. Уровень экспрессии ферментов синтезирующих эстрадиол (мРНК ароматазы, мРНК 17β-HSD 1 типа) в нормальном эндометрии очень низкий [6, 42]. Транскрипты мРНК 17β-HSD 1-го типа в эндометрии здоровых женщин не были обнаружены. Это может быть объяснено тем, что транскрипты быстро разрушаются или синтезируются в небольшом количестве [42]. Отмечен значительно более низкий уровень 17β-HSD 2-го типа в эндометрии женщин с эндометриозом по сравнению с эндометрием фертильных женщин без этого заболевания, а также в очагах эндометриоза по сравнению с эутопическим эндометрием [43, 44] и в эндометрии женщин с другими доброкачественными эстроген-зависимыми заболеваниями в секреторную фазу цикла. Согласно данным S. Colette и состав., уровень mRNA 17β-HSD 2-го типа был выше в секреторной фазе менструального цикла в эндометрии женщин без эндометриоза, по сравнению с эутопическим эндометрием пациентов с эндометриозом, в то время как, mRNA 17β-HSD 1 типа была одинаково экспрессирована в различных исследованных тканях [45]. Простагландин Е синтаза (PTGES) – фермент, вовлеченный в синтез простагландина Е2, чрезмерно экспрессируется в эндометриоидных очагах [46]. Простагландин Е2 является потенциальным индуктором CYP19A1. Сообщается о чрезмерной экспрессии гена CYP19A1 в эндометриоидных очагах, а также о повышении в 34 раза экспрессии белка ароматазы Р450 в эндометриоидных очагах по сравнению с эндометрием здоровых женщин. PTGS2 – изоформа простагландин эндопероксид синтазы 2 (также известная как циклооксигеназа) участвующая в ферментативной конвертации арахидоновой кислоты в простаноиды. Простаноиды обеспечивают важный гомеостатический контроль в нормальных тканях и регулируют воспаление [47]. Экспрессия PTGS2 значительно увеличена в эутопическом и эктопическом эндометрии, по сравнению со здоровой тканью (9,6 и 6,3-кратное увеличение соответственно; р=0,001). Иммунореактивность PTGS2 постепенно увеличивалась от нормального эндометрия к эутопическому и эктопическому эндометрию (96,7±55,0, 128,3±66,1, и 226,7±62,6, соответственно, р<0,001). Экспрессия рецепторов простагландина Е2, 3 и 4 (PTGER2, PTGER3 и PTGER4) увеличивалась значительно и постепенно от нормального к эутопическому и эктопическому эндометрию, тогда как экспрессия рецептора простагландина Е1 (PTGER1) осталась неизменной [48]. Простагландиновый путь сильно дисрегулирован в эутопическом и эктопическом эндометрии от женщин с эндометриозом за счет увеличения экспрессии PTGS2 [48]. Изменение активности рецепторов эстрадиола (ERβ, ERα) и прогестерона, локальное снижение экспрессии фактора роста и цитокинов вызывает пролиферацию клеток эндометрия, перитонеальную адгезию и воспаление очагов эндометриоза [49]. Увеличение экспрессии изоформ А и В прогестеронового рецептора (PR-A, PR-B) было выявлено в течение пролиферативной и ранней секреторной фазы в эутопическом эндометрии от женщин с эндометриозом, по сравнению с эндометрием от женщин без этого заболевания [3, 5, 6, 49]. Увеличенная экспрессия белков ERβ, ERα, TrkB (тирозинкиназный рецептор B) и SGPL1 (сфингозин-1-фосфатная лиаза 1) была определена в пролиферативную фазу в эутопическом эндометрии от женщин с эндометриозом яичников. Экспрессия белков TrkB, BDNF (brain-derived neurotrophic factor) и SGPL1 в эндометрии от здоровых женщин не наблюдалась вообще [46]. Было показано участие суперсемейства трансформирующего фактора роста b (TGF-b) в клеточной пролиферации, иммунной функции и апоптозе при эндометриозе [50]. Антимюллеров гормон (AMH) является членом суперсемейства TGF-β, играя значительную роль в половой дифференцировке. Экспрессия AMH и AMHRII mRNA была значительно выше в эндометрии пациентов с эндометриозом, по сравнению с эндометрием женщин из контрольной группы, не показывая существенных изменений в течение менструального цикла [50]. Заключение В данном обзоре мы привели современные данные, касающиеся отличий клеток здорового эндометрия, эндометрия женщин с эндометриозом и эндометриоидных гетеротопий, которые включают в себя изменения в экспрессии факторов адгезии, инвазии, ангиогенеза, морфогенеза, рецептивности, онкогенеза, а также гормональных и иммунных факторов. Полученные данные способствуют расширению знаний о патогенезе эндометриоза, выявлению возможных терапевтических мишеней, а также повышению эффективности методов ранней диагностики и прогнозирования течения генитального эндометриоза.