Endometrial expression of tyrosine kinase receptor (EphA2) in patients with deep infiltrating endometriosis

Muftaidinova Sh.K., Chuprynin V.D., Faizullina N.M., Buralkina N.A., Shchegolev A.I., Faizullin L.Z., Ovodenko D.L., Asaturova A.V., Serov V.N.

Academician V.I. Kulakov National Medical Research Center of Obstetrics, Gynecology, and Perinatology, Ministry of Health of Russia, Moscow, Russia
Objective. To assess the endometrial expression pattern of EphA2 receptor in healthy women and in ectopic epithelial cells in the presence of deep infiltrating endometriosis.
Subjects and methods. EphA2 expression in the ectopic endometrium during the different phases of the menstrual cycle was comparatively examined in women with endometriosis or endometrial adenocarcinoma and in healthy women.
Results. Immunochemical studies showed that EphA2 was present in the epithelial cells of the normal endometrium in the proliferative phase and was practically absent in the secretory phase. The staining intensity was statistically significantly higher in the epithelial cells of the infiltrating ectopic endometrium than that in those of the normal endometrium in the proliferative phase and was comparable to that of EphA2 expression in endometrial cancer cells.
Conclusion. The study showed EphA2 overexpression in the epithelial cells of the infiltrating ectopic endometrium. Thus, in addition to its diagnostic value, modulation of the activity of these receptors in endometriosis can serve as a therapeutic target.

Keywords

deep infiltrating endometriosis
endometrial cancer
angiogenesis
EphA2 receptor

Эндометриоз является распространенным гинекологическим заболеванием, характеризующимся болью и бесплодием и поражает во всем мире практически каждую десятую женщину репродуктивного возраста [1]. Отмечено, что в структуре больных наружным генитальным эндометриозом неуклонно возрастает число больных с глубоким инфильтративным эндометриозом (ГИЭ), а также его рецидивов. ГИЭ характеризуется инвазивным прогрессирующим ростом с вовлечением в патологический процесс смежных органов, сопровождающимся выраженным болевым синдромом, оказывающим негативное влияние на качество жизни больных, что обусловливает необходимость углубленного изучения патогенеза заболевания и разработку новых эффективных схем терапии [2].

Молекулярные основы этого заболевания недостаточно известны. Существует большая гетерогенность среди пациентов в отношении фенотипических проявлений заболевания и связанных с ними тяжести симптомов. Эктопическая ткань эндометрия ведет себя подобно эутопическому эндометрию и имеет ту же реакцию на эндокринные раздражители. С гистологической точки зрения эндометриоидные поражения образуют сложную сеть железистых и стромальных структур, смешанных с сосудистыми, воспалительными и фибромышечными элементами [3]. Несмотря на многолетние исследования в лучших лабораториях мира, не разработаны неинвазивные диагностические маркеры эндометриоза и отсутствуют эффективные методы лечения.

Эндометриоз, особенно его инфильтративные формы, имеет много общих свойств с раком. Особенностью глубокого эндометриоза является его способность проникать в окружающие ткани и иногда метастазировать в лимфатические узлы и за пределы брюшной полости [4]. Повреждения клональные, происходящие из отдельных клеток, имплантируемых в нетипичных местах. В обоих процессах важную роль играет активация воспалительного процесса, наряду с окислительным стрессом, повышенной пролиферативной активностью, нарушенной регуляцией апоптоза и ангиогенеза [5]. Многие факторы, используемые сегодня в качестве мишени для терапии рака, могут проявлять себя аналогично и при эндометриозе.

Eph-рецепторы и их лиганды действуют как промотор опухоли, связанный с пролиферацией, инвазией и метастазированием. В этом отношении особый интерес представляет эритропоэтин-продуцирующий гепатоцеллюлярный рецептор А2 (EphA2), являющийся членом крупнейшего семейства трансмембранных рецепторов тирозинкиназ и показавшего себя в качестве перспективной мишени для лечения рака [6]. В связи с этим целью настоящей работы явилось исследование характера экспрессии EphA2 в эндометрии здоровых женщин и в эктопических эпителиальных клетках при ГИЭ.

Материалы и методы

Ретроспективно были исследованы образцы ткани эндометрия у 22 пациенток, которые были разделены на 4 группы: с колоректальным ГИЭ – 4 пациентки, с раком эндометрия – 9; в качестве контроля обследованы женщины с трубно-перитонеальным фактором бесплодия, из которых 5 – в пролиферативной фазе и 4 – в секреторной фазе цикла. Были взяты парафинированные образцы ткани эндометрия толщиной 4 мкм. У пациенток с ГИЭ исследовали срез эктопического эндометрия в зоне поражения, у женщин с раком эндометрия срезы пораженного участка изучались в области аденокарциномы эндометрия.

Образцы тканей эктопического эндометрия (эндометриоидный инфильтрат) были взяты во время операции с помощью механических ножниц и мягкого зажима. Эутопический эндометрий был собран с помощью биопсии эндометрия (кюретажа). Диагнозы эндометриоз и рак эндометрия были установлены на основе гистологического и визуального осмотра возможных поражений ткани, степень тяжести эндометриоза – согласно пересмотренной классификации Американского общества фертильности (rAFS) и классификации ENZIAN. Показатель ENZIAN (ENZIAN score) позволяет не только описать локализацию, но и оценить тяжесть ГИЭ.

Для количественной оценки экспрессии EphA2 использовали стандартную технику иммуногистохимического (ИГХ) окрашивания депарафинизированных препаратов моноклональными антителами к рецептору EphA2, фирмы Abcam: Rabbit monoclonal [SP169] to Eph receptor A2, разведение 1:100. После депарафинизации восстановление антигенной активности проводили в PT Link («Dako») при температуре 97 °С в течение 20 мин в 10 мМ цитратном буфере рН 8,0. Остывшие стекла помещали во влажные камеры (для предотвращения высыхания срезов) и инкубировали 15 мин в 3% растворе перекиси водорода для блокирования эндогенной пероксидазы. Реакцию с первичными антителами проводили в течение 30 мин при комнатной температуре. Для визуализации мест связывания антител с антигенами использовали реакцию окисления субстрата 3,3-диаминобензидина (ДАБ) пероксидазой хрена (HRP) в присутствии перекиси водорода с образованием водонерастворимого конечного продукта коричневого цвета системы «EnVision» («Dako Cytomation»). Для правильной постановки ИГХ- реакций ставили положительные и отрицательные контроли. В качестве отрицательных контролей брали образцы исследуемых срезов, которые подвергали стандартной процедуре ИГХ-реакции, но без добавления первичных антител. Положительные контроли для каждого антитела выбирали в соответствии со спецификациями от фирмы-производителя

Все срезы ИГХ-окрашивания для EphA2 оценивали полуколичественным способом в соответствии с методом, описанным McCarty и соавт. [7], которая учитывает как интенсивность, так и процент клеток, окрашенных при каждой интенсивности. Интенсивности были классифицированы как 0 (без окрашивания), 1 (слабое окрашивание), 2 (отчетливое окрашивание), 3 (сильное окрашивание) и 4 (очень сильное окрашивание).

Статистический анализ проводили с использованием пакета программ MedCalc Statistical Software 11.5.0. Достоверность различия между сравниваемыми группами проводили с применением непараметрического U-критерий Манна–Уитни. Данные представлены в виде медианы (Ме) и квартилей Q1 и Q3 в формате Ме (Q1;Q3) Уровень статистической значимости при проверке нулевой гипотезы считали соответствующим p<0,5.

Результаты

ИГХ-исследования показали, что EphA2 присутствует в эпителиальных клетках нормального эндометрия в пролиферативной фазе (рис. 1, Б), в то время как в секреторной фазе он практически отсутствует (рис. 1, А).

113-1.jpg (203 KB)

В эпителиальных клетках эктопического эндометрия (инфильтрат кишки) у пациенток с ГИЭ интенсивность окрашивания значительно выше и сравнима с интенсивностью экспрессии EphA2 в раковых клетках эндометрия (рис. 1, В, Г). При этом наиболее интенсивная окраска на внешней (апикальной) мембране.

113-2.jpg (67 KB)Результаты количественной оценки экспрессии EphA2 подтвердили значительно более высокую экспрессию рецептора в нормальном эндометрии в пролиферативной фазе, чем в секреторной: 2,0 (1,9;2,1) и 1,0 (1;1) соответственно, р=0,012. При этом в пролиферативной фазе экспрессия рецептора в эпителии эктопического эндометрия при ГИЭ статистически значимо выше, чем в эутопическом эндометрии, – 3,0 (2,9;3), р=0,01, и была сравнима с экспрессией в эпителиальных клетках аденокарциномы эндометрия – 3,0 (2,6;3,9). Эти результаты говорят о гиперэкспрессии EphA2 в эпителиальных клетках инфильтративного эктопического эндометрия.

Обсуждение

Несмотря на то, что хроническое воспаление и значительно повышенная концентрация эстрогена являются общепризнанными характеристиками эндометриоза, точная этиология заболевания остается невыясненной. В первую очередь, это обусловлено мультифакторным характером заболевания, в котором участвуют генетические, эндокринные, иммунологические факторы [5, 8]. Эндометриоз, как и рак, характеризуется клеточной инвазией и неограниченным ростом. Кроме того, эндометриоз и рак сходны в других аспектах, таких как развитие новых кровеносных сосудов, уменьшение количества клеток, подвергающихся апоптозу, способность к инвазии и метастазированию [9]. Патогенез включает в себя потерю контроля над пролиферацией клеток.

Во многих раковых клетках выявлена повышенная экспрессия EphA2 как на поверхности мембраны, так и в цитоплазме; при этом повышенный уровень экспрессии ассоциируется с агрессивностью заболевания и плохим прогнозом выживания [6, 10, 11]. Исследования in vitro показали, что EphA2 является мощным онкопротеином, способным передавать злокачественный потенциал нетрансформированным эпителиальным клеткам [10]. В то же время, рядом авторов на экспериментальной модели было показано, что введение в кровь экспериментальных мышей пептидных лигандов к EphA2 приводит к элиминации опухоли и метастазов [6, 12–14]. Активация EphA2 осуществляется путем его фосфорилирования в результате связывания с лигандом эфрином (EphrinА1), приводящего к включению сигнального каскада для активации клеточной миграции, адгезии, ангиогенеза [15]. В отличие от других эфриновых рецепторов EphA2 экспрессируется только в эпителиальной ткани взрослых [16].

Обнаружено, что EphA2 эспрессируется на внешней мембране эпителиальных клеток эндометрия, тогда как его лиганд EphrinА1, выявляется на внешней мембране эмбриональных трофобластов. Предполагается, что взаимодействие между рецептором и лигандом опосредует установление маточной имплантации путем регуляции эмбрио-материнского контакта [17]. Предполагается также, что контакт между EphA2 и EphrinА1 обеспечивает пролиферацию и инвазию трофобласта в толщу децидуа. Этот же механизм взаимодействия между рецептором и лигандом, по-видимому, может участвовать и в процессе формирования эктопического эндометрия. Однако, данные об экспрессии EphA2 в эктопическом эндометрии человека до сих пор не описаны, и роль EphA2 в развитии эндометриоза и, особенно, агрессивного инфильтративного, по многим признакам похожего на раковую опухоль, остается неизвестной.

Учитывая тот факт, что поведение эктопического и, в особенности, инфильтративного эндометрия имеет много общих характеристик с злокачественной опухолью, представляет интерес оценить экспрессию эфринового рецептора в эндометриоидной ткани. Проведенные в настоящей работе ИГХ-сследования показали, что, действительно, в эпителиальных клетках инфильтративного эндометрия выявляется гиперэкспрессия EphA2, значимо более интенсивная, чем в эутопическом эндометрии, и сравнимая с уровнем экспрессии его в эпителии раковой ткани эндометрия.

Заключение

Таким образом, результаты, полученные в настоящей работе, еще раз подтверждают, что эндомет­риоз, по крайней мере, инфильтративный, имеет общие механизмы развития с неопластическими процессами. Рецептор EphА2, по- видимому, играет существенную роль в патогенезе эндометриоза. Эти предположения дают возможность для разработки новых диагностических и терапевтических подходов для лечения эндометриоза.

References

  1. Clement P.B. The pathology of endometriosis: a survey of the many faces of a common disease emphasizing diagnostic pitfalls and unusual and newly appreciated aspects. Adv Anat Pathology. 2007; 14(4): 241–60. http://dx.doi.org/10.1097/PAP.0b013e3180ca7d7b
  2. Giudice L.C. Clinical practice: endometriosis. N. Engl. J. Med. 2010; 362: 2389–98. . doi: 10.1056/NEJMcp1000274.
  3. Czyzyk A., Podfigurna A., Szeliga A., Meczekalski B. Update endometriosis pathogenesis. Minerva Ginecol. 2017; 69(5): 447–61. doi: 10.23736/S0026-4784.17.04048-5.
  4. Kokcu A. Relationship between endometriosis and cancer from current perspective. Arch Gynecol Obstet. 2011; 284(6): 1473–9. doi: 10.1007/s00404-011-2047-y.
  5. Rolla E. Endometriosis: advances and controversies in classification, pathogenesis, diagnosis, and treatment. F1000Res. 2019; 8. pii: F1000 Faculty Rev-529. 2019; 14 (4); 422-469
  6. Salem A.F., Wang S., Billet S., Chen J. F., Udompholkul P., Gambini L., Baggio C., Tseng H. R., Posadas E. M., Bhowmick N. A., Pellecchia M. Reduction of Circulating Cancer Cells and Metastases in Breast-Cancer Models by a Potent EphA2-Agonistic PeptideDrug Conjugate. Journal of medicinal chemistry. J Med Chem. 2018; 61(5): 2052–61. doi: 10.1021/acs.jmedchem.7b01837.
  7. McCarty K.S. Jr, Miller L.S., Cox E.B., et al. Estrogen receptor analyses. Correlation of biochemical and immunohistochemical methods using monoclonal antireceptor antibodies. Arch Pathol Lab Med. 1985; 109: 716–721.
  8. Samimi M., Pourhanifeh M.H., Mehdizadehkashi A., Eftekhar T., Asemi Z. The role of inflammation, oxidative stress, angiogenesis, and apoptosis in the pathophysiology of endometriosis: Basic science and new insights based on gene expression. J Cell Physiol. 2019; 234(11): 19384–92. doi: 10.1002/jcp.28666.
  9. Kajiyama H., Suzuki S., Yoshihara M., Tamauchi S., Yoshikawa N., Niimi K, Shibata K., Kikkawa F. Endometriosis and cancer. Free Radic Biol Med. 2019; 133: 186–92. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2018.12.015.
  10. Neill T., Buraschi S., Goyal A., et al. EphA2 is a functional receptor for the growth factor progranulin. J Cell Biol. 2016; 215: 687–703.
  11. Ieguchi K., Maru Y. Roles of EphA1/A2 and ephrin-A1 in cancer. Cancer Sci. 2019; 110(3): 841–8. doi: 10.1111/cas.13942.
  12. Herrem C.J., Tatsumi T., Olson K.S., et al. Expression of EphA2 is prognostic of disease-free interval and overall survival in surgically treated patients with renal cell carcinoma. Clin Cancer Res. 2005; 11: 226–231.
  13. Cazzamalli S., Dal Corso A., Widmayer F., Neri D. Chemically defined antibody- and small molecule-drug conjugates for in vivo tumor targeting applications: a comparative analysis. J Am Chem Soc. 2018; 140(5): 1617–21. doi: 10.1021/jacs.7b13361.
  14. Wu B., Wang S., De S.K., Barile E., Quinn B.A., Zharkikh I., Purves A., Stebbins J.L., Oshima R.G., Fisher P.B., Pellecchia M. Design and Characterization of Novel EphA2 Agonists for Targeted Delivery of Chemotherapy to Cancer Cell. Chem Biol. 2015; 22(7): 876–87. doi: 10.1016/ j.chembiol.2015.06.011.
  15. Jin J., Pawson T. Modular evolution of phosphorylation-based signalling systems. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 2012; 367: 2540–55.
  16. Goldman-Wohl D., Greenfield C., Haimov-Kochman R., Ariel I., Anteby E.Y., Hochner-Celnikier D., Farhat M., Yagel S. Eph and ephrin expression in normal placental development and preeclampsia. Placenta. 2004; 25(7): 623–30. doi: 10.1016/ j.placenta.2004.01.016.
  17. Barile S., Wang S.K., Das R,. Noberini R., Dahl J.L., Stebbins E.B., Pasquale P.B., Fisher M., Pellecchia. Design, synthesis and bioevaluation of an EphA2 receptor-based targeted delivery system. ChemMedChem. 2014; 9: 1403–12.

Received 05.09.2019

Accepted 04.10.2019

About the Authors

Shahnoza K. Muftaydiniva, graduate student, National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology. 117997, Russia, Moscow, Ac. Oparina Str. 4.
Chuprynin Vladimir Dmitrievich, PhD, Head of the Department of General Surgery, Academician V.I. Kulakov Research Center of Obstetrics, Gynecology, and Perinatology, Ministry of Health of Russia. 117997, Russia, Moscow, Ac. Oparina Str. 4. Tel.: +74954387833. E-mail: v_chuprynin@oparina4.ru
Nafisa M. Faizullina, ayzullina Nafisa Mynavarovna, PhD., Senior Research Associate, Pathology Department Kulakov NMRC OGP, Ministry of Healthcare of the Russian Federation. Tel.: +7 (495) 438-11-83. E-mail: nafisa05@inbox.ru. 117997, Russia, Moscow, Ac. Oparina Str. 4.
Natalya A. Buralkina, doctor of Medical Sciences, Senior Researcher, the second gynecological department, Academician V.I. Kulakov Research Center of Obstetrics, Gynecology, and Perinatology, Ministry of Health of Russia. Tel.: +74954387833. E-mail: n_buralkina@oparina4.ru. 117997, Russia, Moscow, Ac. Oparina Str. 4.
Aleksandr I. Shchegolev, MD, professor, head of the Department of Morbid Anatomy, National Medical Research Center of Obstetrics, Gynecology, and Perinatology named after Academician V.I. Kulakov, Ministry of Health of Russia. 117997, Russia, Moscow, Ac. Oparina str. 4. Tel: +74955314444. E-mail: ashegolev@oparina4.ru
Leonod Z. Faizullin, Cand. Sc. (Biology), Leading Researcher, Laboratory of Molecular Genetic Methods, Research Center of Obstetrics, Gynecology and Perinatology,
Ministry of Health of Russia. Tel.: +79167106789. E-mail: l_faizullin@oparina4.ru 117997, Russia, Moscow, Ac. Oparina 4.
Dmitriy L. Ovodenko, PhD, oncogynecologist, Department of combined and integrated methods of treatment of gynecological diseases, Research Center of Obstetrics, Gynecology, and Perinatology, Ministry of Health of Russia. Tel.: +74954380988. E-mail: d_ovodenko@oparina4.ru. 117485, Russia, Moscow, Ac. Oparina str. 4.
Aleksandra V. Astaurova, Ph.D., Senior Researcher at the Department of Anatomic Pathology, V.I. Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology, and Perinatology of Ministry of Health of Russia, Moscow.. E-mail: a_asaturova@oparina4.ru, Phone: 8(926)994-4314. 117997, Russia, Moscow, Ac. Oparina str. 4.
Vladimir N. Serov, MD, professor, academician of the Russian Academy of Sciences, chief researcher, National Medical Research Center of Obstetrics, Gynecology, and Perinatology named after Academician V.I. Kulakov, Ministry of Health of Russia. Тel.: +74954387287. E.mail: v_serov@oparina4.ru
117997, Russia, Moscow, Ac. Oparina str. 4.

For citation: Muftaidinova Sh.K., Chuprynin V.D., Faizullina N.M., Buralkina N.A., Shchegolev A.I., Faizullin L.Z., Ovodenko D.L., Asaturova A.V., Serov V.N. Endometrial expression of tyrosine kinase receptor (EphA2) in patients with deep infiltrating endometriosis.
Akusherstvo i Ginekologiya/ Obstetrics and gynecology. 2020; 3: 110-14. (In Russian).
https://dx.doi.org/10.18565/aig.2020.3.110-114

Similar Articles

By continuing to use our site, you consent to the processing of cookies that ensure the proper functioning of the site.