Этиопатогенез эндометриоз-ассоциированного бесплодия (обзор литературы)

Эндометриоз — это эстрогензависимое, прогестеронрезистентное воспалительное заболевание, ассоциированное с тазовой болью и бесплодием, наблюдаемое у женщин преимущественно репродуктивного возраста. В структуре гинекологической заболеваемости эндометриоз находится на 3-м месте, уступая воспалительным заболеваниям органов малого таза и миоме матки [1], встречается у 7—15% женщин репродуктивного возраста [2]. По данным статистики, эндометриоз сочетается с бесплодием у 30—50% женщин. Частота выявления эндометриоза при лапароскопии, в том числе проводимой с целью уточнения причины бесплодия, составляет 20—55% [3, 4]. Частота наступления спонтанной беременности у женщин с эндометриозом ректовагинальной перегородки достигает 30,6%, с эндометриозом яичников — всего лишь 18% [5], возрастая после хирургических вмешательств до 42,3—76,5% [6].

Однозначного мнения о влиянии эндометриоза на результаты применения вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ) нет. В исследовании, основанном на данных регистра Американского общества репродуктивных технологий (ASRM), сравнивали результаты ВРТ (n=33 458) у пациенток с эндометриозом (n=12 335) и эндометриозом с сопутствующими заболеваниями, вызывающими бесплодие (n=21 123), с результатами ВРТ по поводу трубного фактора (n=22 778), невыясненных (n=38 713) и других причин бесплодия (n=196 295). Результаты показали, что эндометриоз ассоциируется с уменьшением числа зрелых ооцитов, снижением частоты имплантации и наступления беременности [7].

В одном из ретроспективных исследований изучали результаты применения ВРТ у 22 416 женщин. Показано, что репродуктивные исходы при экстракорпоральном оплодотворении (ЭКО) у женщин с наружным генитальным эндометриозом не отличаются от исходов у женщин без данного заболевания. При этом ключевым фактором наступления беременности являлось получение зрелых качественных ооцитов, число которых при эндометриозе значительно уменьшается [8].

Кроме снижения качества ооцитов, при эндометриозе наблюдается нарушение процессов оплодотворения, раннего эмбриогенеза и имплантации, причинами которых могут быть изменение анатомии органов малого таза, эндокринные нарушения, патологические изменения функций эндометрия, хроническое воспаление и иммунные расстройства.

Воспалительный компонент эндометриоза, приводящий к формированию гормонального дисбаланса, нарушению цитокинового равновесия, окислительному стрессу и изменению активности ароматазы в яичниках, является одним из ключевых факторов в этиопатогенезе эндометриоз-ассоциированного бесплодия.

С воспалительной реакцией неразрывно связаны резистентность к прогестерону в период «окна имплантации», наблюдаемая при эндометриозе, повышенная экспрессия ароматазы и эстрогеновых рецепторов в эутопическом эндометрии, а также возникающие вследствие этого нарушения процессов децидуализации, пролиферации эндометрия и собственно имплантации бластоцисты [9]. Провоспалительные цитокины, такие как γ-интерферон, фактор некроза опухоли-альфа (TNF-α), интерлейкины (IL) IL-1 и IL-17, содержание которых существенно повышено в эутопическом эндометрии женщин с эндометриозом, оказывают прямое влияние на эндометрий. S. Heublein и соавт. [10] продемонстрировали, что TNF-α понижает экспрессию эстрогеновых рецепторов, связанных с белком G (GPER), в стромальных клетках эндометрия женщин с эндометриозом.

IL-17 стимулирует экспрессию циклооксигеназы (COX-2) и продукцию простагландина (PGE₂), что в свою очередь влияет на увеличение экспрессии ароматазы. Эндометриальный IL-6 ассоциирован с изменениями, активирующими трансдуктор сигнала и активатор транскрипции 3-го типа (STAT3) [11], который играет важную роль в трансдукции сигнала и в регулировании экспрессии генов. Он является важнейшим фактором для нормального развития, дифференциации и пролиферации, выживания, ангиогенеза и иммунных функций клеток. STAT3 используется в качестве цели терапевтического воздействия при раке, так как роль этого фактора в онкогенезе и иммуносупрессии изучена достаточно.

Фосфорилированный STAT3 (pSTAT3) при эндометриозе, ассоциированном с бесплодием, стабилизирует индуцированный гипоксией фактор 1α (HIF-1α), который вместе со STAT3 стимулирует большое количество эстрогензависимых изменений, наблюдаемых при эндометриозе. HIF-1α является субъединицей фактора транскрипции HIF-1, индуцирующего транскрипцию более 60 генов, включая VEGF и MMP9. Исследования W. Xiong и соавт. [12] показали значительное повышение экспрессии гена HIF-1A в эутопическом эндометрии при эндометриозе. Необходимо отметить, что GPER играет ключевую роль в процессах активации сигналов, опосредованных HIF-1α, которые приводят к усиленному ангиогенезу и миграции эндометриоидных гетеротопий [13, 14]. Исследования J. Yoo и соавт. [11] показали, что уровень фосфорилированного STAT3 в эутопическом эндометрии женщин с эндометриозом значительно выше, чем в контрольной группе.

Для понимания механизмов и точек приложения, которые в дальнейшем можно будет использовать при лечении эндометриоз-ассоциированного бесплодия, изучены уровни экспрессии регуляторов STAT3, к которым относятся белки SOCS и белок — ингибитор активированного STAT3 (PIAS3). Исследования впервые показали значительно сниженный уровень PIAS3 у женщин с эндометриозом. Чрезмерная активация STAT3 ассоциирована с воспалительными реакциями, проявляющимися в нарушениях баланса секреторных и клеточных компонентов иммунной системы как в эутопическом эндометрии, так и в перитонеальной жидкости. Активация STAT3 приводит к значительному снижению рецептивности эндометрия. Результаты исследований позволяют не только обосновать роль STAT3 и PIAS-3 в патогенезе развития эндометриоза и ассоциированного с ним бесплодия, но и предложить их в качестве маркеров для диагностики эндометриоза.

В патогенез эндометриоз-ассоциированного бесплодия вовлечен комплекс биохимических, эндокринных, иммунных и генетических факторов. До сих пор неизвестно, является дисфункция иммунной системы инициатором патогенеза эндометриоза или же его результатом. Множество исследований, проведенных на протяжении длительного времени, доказали, что иммунная система женщин с эндометриозом, особенно с сопутствующим бесплодием, существенно отличается от таковой у фертильных здоровых женщин. Генетический анализ 539 генов, связанных с иммунной системой и воспалительной реакцией, показал аберрантную экспрессию 91 гена в эутопическом эндометрии бесплодных женщин с эндометриозом. Продукты экспрессии данных генов вовлечены в процессы клеточной адгезии, цитокин-цитокинового взаимодействия, апоптоза и децидуализации. Показан значительно увеличенный уровень экспрессии провоспалительных цитокинов, хемокинов и их рецепторов, включая CXCL1, CX3CL1, CXCL9, CXCL10, IL-32, CXCR2, IL-7R, молекулы адгезии ICAM3 и SELL, в эутопическом эндометрии у бесплодных женщин с эндометриозом [15].

O. Uimari и соавт. [16] провели полногеномный поиск ассоциаций (GWAS) для выявления зависимости между однонуклеотидными полиморфизмами и эндометриозом. Выявлены нарушения в 14 сигнальных путях, включая Grb2-Sos, Wnt-signaling p130Cas и 1/ERK2/MAPK. Нарушена экспрессия генов — регуляторов сигнального пути MAPK: DUSP5, AKT1, HSPB2, PDGFB, PDGFRA, PLA2G5, MAPK6, MAPK7, RAC1, RAF1, RPS6KA3, TGFB3 и MKNK1.

Нарушения иммунных реакций, проявляющиеся в изменении состава перитонеальной жидкости, фолликулярного окружения, клеточных и цитокинопосредованных свойств эутопического эндометрия, способствуют формированию эндометриоз-ассоциированного бесплодия, влияя на качество ооцита, спермы, эмбриона и способность бластоцисты к имплантации.

Из компонентов перитонеальной жидкости внимание исследователей привлекают перитонеальные макрофаги, поскольку установлено, что их количество, функциональная активность и потенциал активизации у женщин с эндометриозом увеличены. Считается, что перитонеальные макрофаги могут активироваться заброшенной менструальной кровью. Известно, что макрофаги наряду с клетками эндометриоидных гетеротопий активно продуцируют различные цитокины TNF-α, IL-1, IL-6, IL-8, IL-15, VEGF, IL-10, IL-17, IL-33, IP-10, MCP-1, MIF и RANTES [17].

В перитонеальной жидкости содержание маркеров цитотоксичности NK-клеток NKp46, NKp44, NKG2D, CD16, CD107a и CD69 (маркер активации) существенно уменьшено [18]. Необходимо отметить, что в перитонеальной жидкости и в крови больных эндометриозом выявлено снижение уровня фосфатидилхолина PC 36:4, лизофосфатидилхолина LPC 16:0, сфингомиелина SM 34:1 и фосфоэтаноламина PE O 34:1. Данные липиды имеют большое значение в процессах регуляции апоптоза и окислительного стресса [19].

Изменения в эутопическом эндометрии также являются составной частью этиопатогенеза эндометриоз-ассоциированного бесплодия. Среди причин бесплодия при эндометриозе отмечаются нарушения регуляции генов и белков, участвующих в имплантации бластоцисты [20].

У большинства женщин с эндометриозом и сопутствующим бесплодием выявлены нарушения экспрессии генов молекулярных маркеров рецептивности в середине лютеиновой фазы. Разными исследователями зафиксированы нарушения экспрессии более 100 генов в эутопическом эндометрии у больных с эндометриозом, влияющие на возможность имплантации.

Исследования [21, 22] показывают снижение экспрессии интегрина αVβ3, который принимает участие в первоначальном прикреплении эмбриона, а также остеопонтина, LIF и его рецепторов LIFR и gp130 на поверхности бластоцисты, повышение активности металлопротеиназ и гликопротеина MFG-E8, экспрессии NF-kB, Bcl-2.

Выявлено усиление экспрессии молекулы Wnt7, опосредующей сигнальные взаимодействия между эпителиальными и стромальными компонентами эндометрия и вызывающей нарушение полярности клеток. Аберрантная активация сигнального пути Wnt/β-catenin способствует развитию эндометриоза, увеличивая резистентность клеток эндометриоидных гетеротопий к апоптозу. К тому же чрезмерная активация сигнального пути Wnt/β-catenin в секреторную фазу менструального цикла приводит к персистенции пролиферативных изменений эндометрия и нарушению децидуализации у бесплодных женщин с эндометриозом [23].

Обнаружена значительно пониженная экспрессия NOTCH1 и NOTCH2, свидетельствующая о нарушениях в сигнальном пути NOTCH, которые в свою очередь приводят к нарушению децидуализации эндометрия [24].

Исследования [25] показали повреждения в эпигенетической регуляции и экспрессии гена Hoxa10 в эутопическом эндометрии. Гиперметилирование гена осуществляется ферментом ДНК-метилтрансферазой, экспрессия которой значительно повышена в эндометриоидных гетеротопиях, экспрессия фермента DNMT3A также значительно повышена в эутопическом эндометрии.

Сниженная экспрессия Gal-3 в эутопическом эндометрии женщин с эндометриозом затрудняет адгезию эмбриона к эпителиальным клеткам эндометрия и задерживает пролиферацию стромальных клеток эндометрия, что ведет к неудачам имплантации. Gal-3 ингибирует клеточную пролиферацию и индуцирует клеточный апоптоз клеток эндометрия [26].

В последнее время активно обсуждается роль гена ARID1A, локализованного в хромосомном регионе 1p36 и участвующего в неопластической трансформации клеток, в процессе формирования эндометриоз-ассоциированного бесплодия. Роль гена ARID1A в бесплодии и рецептивности эндометрия не изучалась до последнего времени. В ходе исследования, выполненного T. Kim и соавт., получены данные о значительно сниженном уровне экспрессии протеина arid1a в эутопическом эндометрии женщин с эндометриозом по сравнению с нормальным эндометрием. Мыши с выключенным геном ARID1Ad/d в PGR позитивных клетках были стерильны (ARID1Ad/d). Данные результаты позволили предположить, что между фертильностью и геном ARID1A имеется связь [27]. У мышей ARID1Аd/d функция яичников была в норме; исследования показали, что даже окончательная потеря данного гена в гранулезных клетках не влияет на созревание ооцитов. Однако повышенная пролиферация рецепторов Е2 у мышей ARID1Ad/d и повышенная сигнализация с эстрогеновых рецепторов приводят к нарушению имплантации.

Белки семейства Kruppel-like factors (KLF) играют важную роль в процессах клеточной пролиферации, выживания, дифференцировки; KLF4 и KLF15 принимают участие в пролиферации эндометрия, моделируя сигналы эстрогена и прогестерона [28]. Экспрессия KLF4 индуцируется действием E2 и вызывает репликацию ДНК, а KLF15 — действием прогестерона и ингибирует рост, регулируя Mcm2. KLF15 связывается с промоторным участком MCM2, что оказывает ингибирующее влияние на РНК-полимеразу II.

KLF15 супрессирует транскрипцию MCM2, вызванную влиянием эстрогена. Иммуногистохимический анализ показал повышенную экспрессию KLF4 и сниженную экспрессию KLF15, а также чрезмерную экспрессию белков Mcm2 и Mcm6 у мышей с генотипом ARID1Ad/d в предымплантационную фазу. Эти данные подтверждают, что KLF15 является медиатором, потенцирующим антипролиферативное действие прогестерона на эпителиальный компонент эндотелия, а также то, что ген ARID1A регулирует эстроген-индуцированную эпителиальную пролиферацию, изменяя экспрессию KLF15. В исследовании показано, что мыши ARID1Ad/d демонстрируют значительно сниженный ответ на стимулирование децидуализации. Выявлено снижение экспрессии маркеров децидуализации Bmp2, Fst и Fkbp5. H. Winarto и соавт. [29] подтвердили сниженную экспрессию гена ARID1A у женщин с эндометриоз-ассоциированным бесплодием и связали ее с персистирующим окислительным стрессом, наблюдаемым при данном заболевании.

Таким образом, можно предположить, что ген ARID1A играет одну из ключевых ролей в процессах имплантации и децидуализации.

Получено большое количество данных о значительном повышении теломеразной активности, экспрессии hTERT и уровня протеина, ассоциированного с длиной теломераз в эутопическом эндометрии женщин с эндометриозом [30].

Недавно получены данные о том, что онкосупрессорный ген ARID1A служит негативным регулятором транскрипции hTERT и теломеразной активности. Скорее всего, репрессия транскрипции hTERT происходит путем связывания с регуляторным компонентом гена, кодирующего hTERT, и дальнейшими эпигенетическими изменениями, заключающимися в связывании SIN3A и H3K9me3 [31].

Эндометриоз ассоциирован со значительным снижением репродуктивного прогноза даже при применении ВРТ, что во многом вызвано снижением количества и качества зрелых ооцитов. M. Da Broi и соавт. [32] предположили, что измененный состав перитонеальной жидкости при эндометриозе вызывает нарушения в процессе мейоза II, непосредственно влияя на веретено деления и приводя к увеличению количества анеуплоидных эмбрионов.

B. Jianini и соавт. [32, 33] сравнивали частоту возникновения ошибок мейоза при созревании ооцитов in vitro в среде с перитонеальной жидкостью (1 и 10%), полученной от женщин с наружным генитальным эндометриозом и без него. В схожем исследовании при культивировании мышиных ооцитов in vitro в средах с добавлением фолликулярной жидкости от женщин с эндометриозом не получено данных о нарушении функций веретена деления. При этом обнаружена остановка развития ооцита на стадии деления мейоз I, что вызвано активацией сигнального пути DDR, связанной с повреждением ДНК. Факт непосредственного повреждения ДНК доказан путем обнаружения радиационно-индуцированных фокусов, а именно фосфорилированного варианта γH2AX. Фосфорилирование H2AX происходит с участием киназ, являющихся сенсорами двунитевых разрывов ДНК (комплексы ATM-MRN, DNA-PKcs и ATR-ATRIP). Как следствие, возникает задержка созревания ооцитов, а не анеуплоидии [34].

В крупном исследовании C. Juneau и соавт. [35], опубликованном в 2017 г., изучено 1880 бластоцистов, полученных от 305 женщин с эндометриозом, в контрольную группу включены 3798 женщин, от которых получено 23 054 бластоцисты. Результаты данного исследования показали, что частота выявления анеуплоидных эмбрионов у женщин с эндометриозом аналогична таковой в контрольной группе.

У женщин с эндометриозом обнаружены дисморфизмы ооцитов: потеря кортикальных гранул, утолщение zona pellucida, снижение количества и качества митохондрий, децентрализация хроматина [36].

Несмотря на то что качество переносимых эмбрионов и ооцитов в настоящее время оценивается по морфологическим критериям, данные критерии оценки остаются субъективными и, как следствие, недостаточно точными. Необходимо найти альтернативные способы идентификации качественных эмбрионов. Предположительно важную роль в дальнейшем может играть изучение транскрипционной активности в кумулюсных клетках (изменение экспрессии сигнального пути WNT/b-catenin, приводящее к атрезии гранулезных клеток, а также изменение экспрессии микро-РНК) [37].

У фолликулов имеется метаболически активное микроокружение, в состав которого входят стероидные гормоны, факторы роста, цитокины, свободные радикалы и антиоксиданты наряду с другими элементами, продуцирующимися гранулезными клетками, эндотелиальными клетками и лейкоцитами. В большей степени снижение качества ооцитов коррелирует с повышением содержания IL-8, IL-12, ADM, при этом экспрессия остальных провоспалительных цитокинов также существенно повышена [38]. Один из маркеров окислительного стресса, обнаруженных в перифолликулярной жидкости — миелопероксидаза, может служить потенциальным таргетом при попытках улучшения качества ооцита в программах ВРТ. При добавлении в культуральные среды антиоксидантов качество ооцитов, созревающих in vitro, улучшалось, что коррелировало со снижением концентрации миелопероксидазы в фолликулярной жидкости [39].

Успех лечения бесплодия при эндометриозе зависит от полного понимания патогенеза данного состояния. Максимальной эффективностью обладает лапароскопическое вмешательство с дальнейшим медикаментозным лечением и проведением экстракорпорального оплодотворения. Даже получение полноценных здоровых ооцитов, применение современных способов оценки и улучшения их качества не обеспечивает 100% наступления беременности в программах экстракорпорального оплодотворения ввиду роли системных гормональных, иммунных нарушений и нарушения экспрессии генов рецептивности эутопического эндометрия в патогенезе эндометриоз-ассоциированного бесплодия. Таргетное воздействие на цитокины, факторы транскрипции, продукты экспрессии генов и сами гены предоставляет новые возможности для решения данного вопроса.

Авторы заявляют об отсутствии конфликтаинтересов.

*e-mail: marti-yana@yandex.ru