THE ROLE OF ANTI-MULLERIAN HORMONE IN THE PATOGENESIS OF ENDOMETRIOSIS

Full Text

Введение Эндометриоз - рецидивирующее гинекологическое заболевание, характеризующееся ростом желёз и стромы эндометрия вне полости матки, затрагивающее около 10% женщин репродуктивного возраста и 20-50% пациенток с проблемами фертильности. Симптомы заболевания значительно различаются, но обычно включают прогрессирующую овариальную недостаточность, бесплодие и раннюю менопаузу, болезненные половые акты (диспареуния) и боль до и (или) во время менструации (дисменорея), боль в мочевом пузыре, кишечнике и хроническую боль в области таза. Эндометриоз имеет важные социально-экономические последствия, поскольку снижает качество жизни пациенток и приводит к значительным расходам здравоохранения на диагностику и лечение [1]. Несмотря на то, что эндометриоз - доброкачественное заболевание, всё большим числом исследований подтверждается, что он представляет собой начальные стадии неопластических процессов. Общие черты, присущие эндометриозу и раку, включают способность избегать апоптоза, дисрегуляцию развития зрелых стволоподобных клеток, неоваскуляризацию, прогрессирующее течение, имплантацию в отдалённые участки, создание микроокружения, которое делает течение заболевания автономным и подавляет иммунную систему [2]. Кроме того, ряд исследований продемонстрировали эпидемиологическую связь эндометриоза с раком эндометрия, раком молочной железы, колоректальным раком, неходжкинской лимфомой и другими злокачественными новообразованиями [3]. Эндометриоз характеризуется генетической нестабильностью. В эндометриоидных очагах обнаружены мутации генов-супрессоров опухолевого роста PTEN, p53, BCL, ARID1A и TP53 и онкогенов KRAS, PIK3CA и BRAF [4]. Однако точные механизмы данного явления остаются неизвестными. Исследования, проведённые в масштабе генома, а также при секвенировании транскриптомов, показали, что гены из области 1p36 хромосомы могут иметь важное значение как при развитии эндометриоза, так и в трансформации эндометриоза в рак [5]. Несмотря на то, что имеется большое количество данных об этой патологии, наше понимание патогенеза заболевания остаётся неполным. Необходимо объединить многочисленные данные генетических, эпигенетических и иммунологических исследований, чтобы предложить единую согласованную теорию патогенеза эндометриоза [6]. Существуют различные терапевтические и хирургические методы лечения эндометриоза, однако они сопряжены с высокой частотой рецидивов и появлением нежелательных побочных эффектов (до 45%), поэтому необходимы новые подходы в его лечении [7], что невозможно без более глубокого понимания патогенеза этого заболевания. Полученные в последнее время данные указывают на возможность использования антимюллерова гормона (AMГ) в качестве терапевтического препарата для лечения эндометриоза и возможную роль этого вещества в развитии заболевания (рис. 1) [8]. Рост числа доказательств, что АМГ может выступать в качестве ингибитора роста опухолевых клеток, побудил изучить влияние АМГ на эндометриоз, демонстрирующий признаки злокачественных новообразований. Антимюллеров гормон (АМГ) и рецептор к антимюллерову гормону (РАМГ) AMГ представляет собой гомодимерный гликопротеин, который был первоначально идентифицирован как фактор дифференцировки мужского пола, он экспрессируется клетками Сертоли семенников плода и вызывает регрессию мюллеровых протоков. В отсутствие AMГ из мюллеровых протоков развивается матка, маточные трубы, верхняя часть влагалища и яичниковый эпителий [9]. У женщин AMГ продуцируется клетками гранулёзы, преантральными и антральными фолликулами, его основная физиологическая роль в яичниках заключается в ингибировании ранних стадий фолликулярного развития. АМГ изучают в связи с его потенциальной клинической актуальностью: диагностика интерсексуальности, крипторхизма и анорхии у детей, диагностика раннего или отсроченного полового созревания, опухолей клеток гранулёзы, оценка функции яичников у больных, которые перенесли химиотерапию, и наблюдение за женщинами с поликистозом яичников [10]. Для проявления биологической активности антимюллерову гормону требуется его взаимодействие со специфическими рецепторами: РАМГ I и РАМГ II (рецепторы антимюллерова гормона I и II типов). Эти одиночные мембранные структуры серин/ треонинкиназы фосфорилируются при связывании с АМГ и инициируют внутриклеточные каскады, регулирующие клеточный цикл и изменяющие транскрипцию ряда генов в зависимости от тканей-мишеней [11]. Большинство исследований показывают, что АМГ ингибирует рост тканей, экспрессирующих рецепторы АМГ II типа (РАМГ II), и вызывает регрессию гинекологических злокачественных опухолей (рак яичников, шейки матки, эндометрия и молочной железы) [7]. АМГ - индуктор апоптоза и ингибитор клеточной пролиферации J. Wang и соавт. продемонстрировали, что эндометрий взрослой женщины имеет функциональную систему передачи сигналов АМГ → РАМГ II, и активация этой системы способна отрицательно регулировать клеточную жизнеспособность в культивируемых клетках эндометрия. Также было показано, что АМГ является регулятором роста всех клеток «мюллерового» происхождения: клеток эндометрия, яичников, шейки матки [12]. В исследовании, проведённом J. Namkung и соавт., показано, что АМГ угнетает жизнеспособность клеток эндометриоидных очагов в опытах in vitro за счёт усиления их апоптоза. Этот эффект объяснялся ингибированием роста стромальных клеток (СК) эндометрия вследствие укорочения фаз S и G2M и удлинения фаз G0G1 и sub-G0G1 клеточного цикла [7]. Аналогичные данные приводят P. Signorile и соавт., в их исследовании установлено, что АМГ, действуя паракринно, подавляет клеточную выживаемость в эндометрии. При обработке клеточных линий эндометриоза АМГ выявлена способность этого гормона вызывать гибель клеток в S-фазе клеточного цикла и увеличивать количество клеток в фазах G1 и G2, что приводило к прогрессирующему снижению жизнеспособности клеток и увеличению фракции погибших клеток. В исследовании S. Kim и соавт. иммуногистохимически и с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) определяли уровни экспрессии АМГ и РАМГ II в тканях аденомиоза 28 пациенток, перенёсших тотальную гистерэктомию, и в нормальном эндометрии 28 женщин. Уровни экспрессии мРНК АМГ и РАМГ II в очагах аденомиоза были выше, чем в тканях эндометрия. Эти данные свидетельствуют о том, что АМГ можно оценивать как биологический модулятор или терапевтический посредник при аденомиозе [9]. В исследовании, проведённом P. Carrarelli и соавт., получены следующие результаты: эндометрий пациенток с эндометриозом экспрессировал более высокие уровни АМГ и РАМГ II, чем эндометрий пациенток контрольной группы (женщины без эндометриоза, которым выполняли лапароскопическую хирургию для трубной стерилизации) без существенных различий между пролиферативной и секреторной фазами. В образцах тканей эндометриом и глубокого инфильтративного эндометриоза (с вовлечением кишечника, ректовагинальной перегородки, мочевого пузыря) также выявлялась высокая экспрессия AMГ и РAMГ II. В исследовании также показано, что при добавлении AMГ к культивируемым СК эндометрия происходит увеличение количества каспазы-3, -7 и аннексина V, что приводит к подавлению жизнеспособности клеток (это соответствует проапоптотическому эффекту) и ингибированию клеточной пролиферации [13]. АМГ - ингибитор активности гена CYP 19 Повышенная продукция эстрогенов является постоянно наблюдаемой эндокринной особенностью эндометриоидных гетеротопий. Известно, что метаболизм эстрогенов опосредуется специальными ферментными системами, принадлежащими к цитохромам Р450. Одной из изоформ цитохрома Р450 является ароматаза, конвертирующая андрогены в эстрогены. Кодирующий ароматазу ген CYP19 локализуется в хромосоме 15q21.2. В эндометрии здоровых женщин ароматаза не выявляется, однако её экспрессия постоянно обнаруживается в эндометриоидных очагах и в эутопическом эндометрии женщин, страдающих эндометриозом [14]. Считается, что аберрантно экспрессированная ароматаза в эндометриоидных имплантатах является одним из основных факторов, способствующих развитию гиперэстрогенного микроокружения эндометриоза и прогрессированию заболевания [15]. В ряде исследований показано, что в эктопически расположенном эндометрии выявляется повышенная экспрессия гена ароматазы CYP19. Имеется небольшое число работ, в которых изучалось влияние АМГ на экспрессию гена CYP19. Так, M. Grossman и соавт. продемонстрировали активность АМГ в отношении CYP19 на культивируемых клетках гранулёзы яичников в лютеиновую фазу цикла [16]. P.G. Signorile и соавт. экспериментально получили данные, показывающие, что AMГ способен ингибировать экспрессию гена CYP19, ответственного за активность ароматазы [8]. АМГ - индуктор аутофагии Аутофагия - неапоптотическая форма запрограммированной клеточной гибели, индуцируемая многочисленными внутриклеточными и внеклеточными стимулами. В железистых и стромальных клетках эндометрия здоровых женщин аутофагия существует в течение всего менструального цикла. Однако в эутопическом эндометрии и эктопических очагах у женщин, больных эндометриозом, процессы аутофагии нарушены, что приводит к ограничению апоптоза, пролиферации эндометриоидных клеток и аномальным иммунным реакциям (рис. 2). Аберрантная аутофагия, возникающая в эутопическом эндометрии и эктопических очагах при эндометриозе, участвует в патогенезе эндометриоидной болезни, приводя к гиперплазии эндометриоидных клеток и ограничивая апоптоз [17]. Так, в исследовании L. Zhang и соавт. показано, что в эутопическом и эктопическом эндометрии пациенток с эндометриозом наблюдается изменённая экспрессия генов, связанных с аутофагией [18], генов-индукторов аутофагии Beclin-1 и LC3, гена-адаптора аутофагии p62 и гена ингибитора CXCR4 [19-21]. Гормоны, гипоксия, окислительный стресс и другие факторы значительно ослабляют аутофагию в эктопическом эндометрии, что приводит к пролиферации, инвазии и ангиогенезу, а также к снижению апоптоза и активности NK-клеток в эктопических очагах, что в конечном итоге способствует прогрессированию эндометриоза [17]. В исследовании J.Y. Choi и соавт. установлено, что в эндометрии человека аутофагия индуцируется в железистых клетках во время секреторной фазы менструального цикла и вызывает гибель клеток посредством усиления экспрессии гена Beclin-1 - гена-супрессора опухолевого роста, который регулирует апоптоз и аутофагию, с последующей активацией каспазы (белка семейства цистеиновых протеаз, играющего важную роль в процессах апоптоза и некроза) [19]. Белок Beclin-1, кодируемый геном Beclin-1, является характерным маркерным белком аутофагии, а также важным её регулятором [21]. В работе Longyu Zhang и соавт. показано, что у женщин, больных эндометриозом, уровень белка Beclin-1 в культивируемых стромальных клетках эутопического эндометрия и в эндометриоидных тканях заметно ниже по сравнению с таковым у пациенток без патологии [18]. При стимуляции аутофагии запускается каскад превращений, регулируемых геном-супрессором аутофагии - LC3 (ген лёгких цепей 3) [22]. LC3 расщепляется до LC3-I и конъюгирует с фосфатидилэтаноламином с образованием LC3-II, эта последовательность превращений, происходящих на аутофагосомальной мембране, является отличительной чертой аутофагии. Преобразование LC3-I в LC3-II необходимо для формирования аутофагосом, и уровни LC3-II пропорциональны количеству накопленых аутофагических вакуолей [23]. Исследование J. Mei и соавт. показало, что в секреторную фазу цикла в стромальных клетках эндометриоидных гетеротопий происходит угнетение превращения LC3-I в LC3-II и усиление экспрессии гена p62 (гена-адаптора аутофагии) по сравнению с эутопическим эндометрием [22]. В исследовании X. Sui и соавт. проведена оценка экспрессии генов лёгких цепей 3 (LC3), ассоциированных с микротрубочками, Beclin-1 и матриксной металлопротеиназы-2 (MMP-2) в крови и перитонеальной жидкости пациенток с эндометриозом. Результаты показали, что уровни мРНК LC3 и Beclin-1 в группе пациенток с эндометриозом были значительно ниже, чем в контрольной группе (женщины без эндометриоза), в то время как уровни мРНК MMP-2 в сыворотке и перитонеальной жидкости группы были выше, чем в контрольной группе (p < 0,05). Определение экспрессии генов этих трёх белков можно использовать в качестве простого и быстрого метода для клинической диагностики эндометриоза [21]. Одним из основных компонентов сигнальных путей аутофагии служит киназа mTOR, выступающая основным супрессором данного процесса [24]. По данным J. Choi и соавт., повышенная активность mTOR в секреторную фазу цикла приводит к ослаблению аутофагии в эндометриоидных очагах [25]. В исследовании D. Choi показано, что применение препаратов-ингибиторов mTOR (3-метиладенина) вызывает усиление экспрессии LC3-II в эндометриоидных тканях, что свидетельствует об активации аутофагии [26]. Имеются работы, посвящённые изучению влияния АМГ на процессы аутофагии в клетках эндометриоидных гетеротопий. Так, в работе J. Kim и соавт. показано, что АМГ индуцирует аутофагию посредством усиления экспрессии Beclin-1, стимулирующего аутофагию в линии клеток эндометриоза [11]. M. Borahay и соавт. изучали влияние АМГ на жизнеспособность эндометриоидных клеток. При обработке клеток (in vitro) АМГ выявлялось дозозависимое ингибирование роста клеточных линий (максимальное ингибирование - 50% при концентрации АМГ 10 мг/мл, 44% - при 5 мг/мл). Также было показано, что АМГ усиливает аутофагию посредством повышения экспрессии белка-индуктора аутофагии - Beclin-1 и активацию (путём фосфорилирования) ERK (extracellular signal-regulated kinase - киназа, регулируемая внеклеточными сигналами). При оценке экспрессии LC3-II в эндометриоидных клетках, обработанных АМГ, наблюдалось значительное усиление индукции LC3-II, что указывает на активно протекающую аутофагию. В интактных клетках в тех же условиях не происходило усиление экспрессии LC3-II. Это исследование также показало, что АМГ обладает способностью ингибировать пролиферацию и вызывать обратное развитие эктопических очагов эндометрия [23]. Из всех этих исследований ясно, что существует тесная связь между аутофагией и эндометриозом, но какое влияние аутофагия оказывает на развитие эндометриоза и каковы механизмы этого влияния, до сих пор вопрос дискуссионный. Аутофагия может быть патогенетическим звеном в прогрессировании эндометриоидной болезни, так как способность эндометриоидных клеток подвергаться этому процессу при эндометриозе угнетается [18]. АМГ вызывает усиление экспрессии белка Beclin-1, что приводит к индукции аутофагии и подавлению выживаемости эндометриоидных клеток [1]. Использование препаратов для лечения эндометриоза также связано с усилением аутофагии [15]. АМГ в крови А. Pacchiarotti и соавт. продемонстрировали снижение уровня АМГ в сыворотке крови у 65 женщин с существующим эндометриозом (односторонние эндометриомы, узелки эндометриоза ректовагинальной перегородки или поражение маточно-крестцовых связок) по сравнению со 130 женщинами группы контроля, перенёсшими рутинный физикальный осмотр, без явных/видимых гинекологических заболеваний [27]. Заключение Антимюллеров гормон - один из наиболее значимых регуляторных факторов репродуктивной функции женщины. Согласно современным исследованиям, АМГ ингибирует эндогенную продукцию эстрогенов, индуцирует остановку клеточного цикла, апоптоз и аутофагию в стромальных клетках эндометрия человека и в клетках эндометриоидной линии in vitrо. Изменения характера экспрессии АМГ являются важным звеном в патогенезе эндометриоидной болезни и позволяют рассматривать его в качестве препарата для таргетной терапии этого заболевания.

About the authors

N. B Paramonova

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

119991, Moscow, Russian Federation

Tatyana A. Semeryuk

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: tatianasemeruk@mail.ru
a fifth-year student of the International School “Medicine of the Future” of the I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University), Moscow, 119991, Russian Federation 119991, Moscow, Russian Federation

References

Supplementary files