The clinical and diagnostic value of vascular endothelial growth factor on IVF attempts

Volkova L.V., Alyautdina O.S.

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University
Objective. To study the serum levels of vascular endothelial growth factor (VEGF) in women included into an IVF program and to define its clinical value.
Subjects and methods. Eighty-six women aged 28 to 43 years (mean age 35.5±7.5 years) who had a history of failed IVF were examined. The patients made up the following clinical groups: 1) 44 patients with infertility of unclear genesis, including 34 patients with grade 1 infertility (21 had IVF failures) and 10 with grade 2 infertility and IVF failures; 2) 27 women who had become pregnant after IVF, 24 of them had a history of IVF failures; 3) 15 healthy nonpregnant women. The investigators performed small pelvic ultrasonography, examined for them sexually transmitted infections, determined hormonal and hemostatic states, made a molecular genetic analysis of risk factors for thrombophilia, immunological and genetic (karyotype determination in married couples) studies, identified a marker of local hemostasis of VEGF on 20 to 24 days of their menstrual cycle, and estimated VEGF concentrations in pg/ml by enzyme immunoassay, by applying a kit of commercial reagents (eBioscience Human FEFF-A, Austria).
Results. Elevated serum VEGF levels in the women included into the IVF program may be a major predisposing factor for failed IVF attempts. An algorithm for the management of these patients was compiled. The IVF preparation program involved corrective therapy with vitamin B groups, folates, and anticoagulants.
Conclusion. Thirty-eight (44.1%) women with a history of failed IVF became pregnant due to the performed therapy.

Keywords

angiogenesis
angiogenic factors
vascular endothelial growth factor

Интенсивное развитие в последние годы молекулярной медицины во многом расширило понимание процессов репродуктивной биологии и эмбриологии. Прогресс в этой области позволил получить
прецизионные данные относительно механизма роста кровеносных сосудов. Одним из важных этапов в этой области стало использование клеточных культур и определение ауто- и паракринных факторов при исследовании тонких механизмов регуляции ангиогенеза [3].

В настоящее время активно изучается роль ангиогенеза и ангиогенных факторов в репродуктивных
процессах. Известно, что ангиогенез – это развитие новых сосудов из уже существующих, в то
время как васкулогенез – образование кровеносных сосудов у эмбриона и плода de novo. Оба процесса
происходят в организме плода во время формирования сердечно-сосудистой системы. Васкулогенез
не наблюдается во взрослом возрасте. Развитие новых кровеносных сосудов из имеющихся происходит во взрослом возрасте и встречается при репаративных поцессах в ранах. Ангиогенез лежит в основе всех процессов репродуктивного цикла женщины: менструации, овуляции, имплантации. В настоящее время очевидно, что рост, развитие и регрессия кровеносных сосудов – это ключевые механизмы процессов репродукции.

Ангиогенез состоит из процессов пролиферации, миграции эндотелиальных клеток и формирования трубки. В капиллярах ключевые взаимодействия происходят между эндотелиоцитами и внеклеточным матриксом. В настоящее время изучен широкий спектр ростовых факторов, способствующих или тормозящих ангиогенез. Наиболее важные регуляторные соединения входят в семейства эндотелиальных ростовых факторов (ЭФР), факторов роста фибробластов (ФРФ) и трансформирующих факторов. Эти семейства включают множество белков близкой структуры, часто связывающихся с одними и теми же или очень близкими рецепторами. Большинство веществ подавляют ангиогенез, некоторые являются результатом протеолиза более крупных молекул, таких как коллаген VIII, антитромбин III и плазминоген [1, 2, 5, 8, 10, 12].

Активированные эндотелиоциты образуют новые кровеносные сосуды двумя путями. Они либо распространяются вдоль существующих сосудов в новом направлении, либо прорастают внутри существующих сосудов, образуя развилки. Этот процесс требует тонкой клеточной регуляции, т.к. эндотелиоциты, потерявшие между собой контакт или обнаруживающие друг друга в несоответствующих условиях, подвергаются апоптозу, программированной клеточной гибели. Сигнальными механизмами, посредством которых клетки общаются между собой и определяют собс-
твенную судьбу, являются интегрины, молекулы адгезии (кадгерины, сосудистые эндотелиоциты,
рецептор ЭФР) [7].

Существуют взаимодействия между эндотелиоцитами, перицитами и гладкомышечными клетками, осуществляемые частично за счет ростовых факторов, а также за счет семейства ангиопоэтинов. Ангиопоэтин-1 высвобождается перицитами (мезенхимальные клетки, поддерживающие эндотелий) и усиливает ангиогенез. Ангиопоэтин-2 связывается с тем же рецептором, что и ангиопоэтин-1, однако является его антагонистом, и под его влиянием происходит атрофия сосудов, однако в присутствии ЭФР ангиогенез стимулируется [4, 9, 13].

Регуляция ангиогенеза предполагает реализацию этих механизмов через факторы, которые воздействуют на сосудообразование. Они могут активировать и подавлять развитие сосудов, ускорять, интенсифицировать их рост, влиять на формирование стенки сосудов, направление их роста.

Список регуляторов ангиогенеза достаточно широк и включает не только различный спектр веществ, но и ряд определенных состояний организма.
Š
Эндогенные регуляторы ангиогенеза :
‒ цитокины, гормоны и факторы роста;
‒ компоненты экстрацеллюлярного матрикса (ламинин, фибронектин) и их рецепторы (интегрины a-V, a-V);
‒ матричные металлопротеиназы (MMPs) и их тканевые ингибиторы (TIMPs) и регуляторы (MMPs);
‒ протеазы — плазминоген, активаторы урокиназы (иРА) и урокиназы тканевого типа (tPA), фибрин;
‒ воспалительные клетки и перициты;
‒ гипоксия и гипогликемия;
‒ острый стресс и перенапряжение.

Процессы сосудистого роста находятся под контролем индукторов и ингибиторов васкуляризаиии.
В норме секреция тканевых ингибиторов ангиогенеза превалирует над индукторами. В результате во взрослом организме процесс ангиогенеза подавлен, и только 0,01% эндотелиальных клеток способны к делению. Уменьшение синтеза ингибиторов или увеличение секреции индукторов приводит к стимуляции ангиогенеза. За пуск или подавление данного процесса осуществляется сменой местного равновесия между соответствующими регуляторами и ингибиторами .

Индукторы ангиогенеза ‒ огромное число самых разнообразных факторов, инициирующих рост сосудов и поддерживающих структуру вновь образованной сосудистой сети. В качестве стимуляторов могут выступать не только ростовые факторы, но и самые разнообразные воздействия: гипоксия,
воспалительные изменения тканей и т.д. [11].

Среди этих факторов — сосудистый эндотелиальный фактор роста (СЭФР), продуцируемый в основном клетками эндотелия, является медиатором неоангиогенеза, необходимым компонентом репродуктивных процессов, эмбрионального развития, формирования плаценты.

По мнению ряда авторов, в основе патогенеза многих заболеваний лежит дисбаланс между факторами, регулирующими процессы пролиферации клеток и ангиогенеза [6].

Результаты ряда клинических исследований свидетельствуют о том, что изучение роли СЭФР при
различных видах патологии в акушерстве и гинекологии следует считать актуальным и перспективным с клинической и научно-исследовательской точки зрения [4, 6].

Целью настоящего исследования явилось изучение содержания СЭФР в сыворотке крови у женщин, включенных в программу ЭКО, и определение его клинического значения.

Материал и методы исследованияŠ „ ‰

Были обследованы 86 женщин в возрасте от 28 до 43 лет (средний возраст 35,5 ± 7,5 года) с неудачами ЭКО в анамнезе. Эти пациентки составили следующие клинические группы. I группа (n=44)
– пациентки с бесплодием неясного генеза, из них у 34 бесплодие I (у 21 ‒ неудачи ЭКО) и у 10 еспло-
дие II и неудачи ЭКО. II группа (n=27) – беременные после программы ЭКО, 24 из них – с неудачами ЭКО в анамнезе. III группа (n=15) – здоровые небеременные женщины.

Всем пациенткам проведено ультразвуковое исследование органов малого таза, обследование на половые инфекции, определение гормонального статуса, состояния системы гемостаза, молекулярно-генетический анализ факторов риска тромбофилии, иммунологическое, генетическое (определение кариотипа супругов) исследования. В сыворотке крови женщин определяли маркер локального гемостаза СЭФР с 20-го по 24-й день менструального цикла, концентрацию СЭФР иммуноферментным методом с помощью набора коммерческих реактивов фирмы eBioscience Human VEFF-A (Австрия) (пг/мл).

Статистический анализ полученных результатов исследования проводили на персональном компьютере с использованием пакета прикладных программ Statistica по стандартным методикам.
Критериями включения пациенток в исследование были ненарушенный менструальный цикл, по данным гистеросальпингографии проходимые маточные трубы и матка без какой-либо патологии,
нормальные значения половых гормонов и гормонов щитовидной железы, исследование гемостаза,
исследование инфекционного и иммунного статусов.†‹ ‰

ŒРезультаты исследования и обсуждение

Было показано, что у пациенток I и II групп уровень СЭФР в сыворотке крови значительно выше
нормы: в I группе – 180±50 пг/мл, во II ‒ 220±30 пг/мл. В III группе концентрация СЭФР была в пределах нормы (42,6 пг/мл). Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что при
неудачной имплантации плодного яйца уровень СЭФР в сыворотке крови повышен по сравнению
с физиологической величиной. Изменение нормального течения этих процессов может иметь немаловажное значение в нарушении имплантации и плацентации. Дизрегуляторные процессы усиливаются также в результате повышения продукции СЭФР, стимулирующего пролиферацию клеток, контролирующего развитие и регресс сосудов.

Таким образом, высокий уровень СЭФР может способствовать неудачной имплантации плодного
яйца и являться ранним маркером неудач ЭКО.

Основываясь на результатах обследования, был составлен алгоритм ведения этих пациенток. Всем
обследованным пациенткам в программе подготовки к ЭКО проводилась корригирующая терапия препаратами витаминов группы В, фолатами и антикоагулянтами (см. таблицу).

Алгоритм обследования и ведения пациенток с неудачами ЭКО

На фоне проведенной терапии у 38 женщин (44,1%) с неудачами ЭКО в анамнезе наступила
беременность.

Таким образом, применение данного алгоритма обследования и ведения пациенток с неудачными
попытками ЭКО позволяют не только повысить его эффективность, но и своевременно прогнозировать его неудачи. Но, учитывая малую выборку, необходимо продолжить исследования по изучению роли СЭФР в процессе имплантации.

References

1. Asahara T., Murohara T., Sullivan A. et al. Isolation of putative progenitor endothelial cells for angiogenesis// Science. ‒ 1997. ‒ Vol. 275. ‒ Р. 964‒967.
2. Ferrara N., Davis-Smith T. The biology of vascular endothelial growth factor // Endocr. Rev. ‒ 1997. ‒ Vol. 18. ‒ Р. 4‒25.
3. Graubert M.D., Kessel B., Iruela-Arispe L. In vitro regulation of vascular endothelial growth factor in human endometrium by both hypoxia and TGF-a. — Ohio, USA. American Society of Reproductive Medicine. — 53-rd Annual Meeting, October 18‒22, 1997.
4. Graubert M.D., Mortola J.F., Kessel B. et al. Upregulation of vascular endothelial growth factor in the menstrual phase of normal endometrium may be mediated by hypoxia. — San Diego, USA. Society of Gynaecologic Investigation, 1997.
5. Hornung D., Lebovic D.I., Shifren J.L. et al. Vectorial secretion of vascular endothelial growth factor by polarized human endometrial epithelial cells // Fertil. and Steril. ‒ 1998. ‒ Vol.69. ‒ Р. 909‒915.
6. Moses M.A. The regulation of neovascularization by matrix metalloproteinases and their ingibitors // Stem. Cells. ‒ 1997. ‒ Vol. 15. ‒ Р. 180‒189.
7. Pepper M.S., Ferrara N., Orci L. et al. Potent synergism between vascular endothelial growth factor and basic fibroblast growth factor in the induction of angiogenesis in vitro// Biochem. Biophys. Res. Comm. ‒ 1992. ‒ Vol.189. ‒ Р. 824‒831.
8. Rogers P.A.W., Gargett C.E. Human endometrial angiogenesis//Reproduction. ‒ 2001. ‒ Vol. 121. ‒ Р. 181‒186.
9. Rogers P.A.W., Gargett C.E. Endometrial angiogenesis//Angiogenesis. ‒ 1999. ‒ Vol. 2. ‒ Р. 287‒294.
10. Risau W. Mechanisms of angiogenesis// Nature. ‒ 1997. ‒ Vol. 386. ‒ Р. 671‒674.
11. Sato T.N., Tozawa Y., Deutsch U. et al. Distinct roles of the receptor tyrosine kinases Tie-1 and Tie-2 in blood vessel formation // Nature. ‒ 1995. ‒ Vol. 376. ‒ Р. 70‒74.
12. Smith S.K. Angiogenic growth factor expression in the uterus // Hum. Reprod. Update. ‒ 1995. ‒ Vol. 1. ‒ Р. 162‒173.
13. Wang J-D., Fu Y., Shi W-L. et al. Immunohistochemical localisation of progesterone receptor in human decidua of early pregnancy// Hum. Reprod. ‒ 1992. ‒ Vol. 7. ‒ Р. 123‒127.

Similar Articles

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