Placental PIBF1 gene mRNA expression during preterm labor

Dobrokhotova Yu.E., Trofimov D.Yu., Shchegolev A.I., Burmenskaya O.V., Veselovskaya Yu.S., Mitrofanova Yu.V., Olenev A.S., Pastarnak A.Yu., Gogichaev T.K.

1Department of Obstetrics and Gynecology, Faculty of General Medicine, N.I. Pirogov Russian National Research Medical University, Moscow, Russia; 2Research Center of Obstetrics, Gynecology, and Perinatology, Ministry of Health of Russia, Moscow 117997, Ac. Oparina str. 4, Russia; 3Branch Two, City Clinical Hospital Twenty-Four, Moscow Healthcare Department, Moscow, Russia; 4Branch One, City Clinical Hospital Thirteen, Moscow Healthcare Department, Moscow, Russia; 5Branch Two, N.E. Bauman, City Clinical Hospital Twenty-Nine, Moscow Healthcare Department, Moscow, Russia
Objective. To investigate the role of a progesterone-induced blocking factor in the genesis of preterm labor.
Subjects and methods. A comprehensive examination was made in 63 puerperas (34 with preterm labor and 29 with term labor).
Results. There was evidence for the effects of micronized progesterone on placental PIBF1 gene mRNA expression. A direct correlation (correlation coefficient r = 0.66 (95% CI 0.22 to 1.12)) was found between plasma progesterone levels and placental PIBF1 gene mRNA expression. Patients with low PIBF1 gene mRNA expression were ascertained to have histological signs of placental insufficiency.
Conclusion. In the presence of progesterone deficiency, the reduced placental PIBF1 gene mRNA expression could lead to the breakdown of maternal adaptive reactions aimed at maintaining pregnancy and will be one of the factors that initiate preterm labor.

Keywords

preterm labor
micronized progesterone
progesterone
progesterone-induced blocking factor
placental insufficiency

Одной из основных причин материнской и младенческой заболеваемости и смертности являются преждевременные роды (ПР). Это сложная акушерская проблема, имеющая большое социальное значение [1].

По оценкам Всемирной организации здравоохранения, ежегодно в мире преждевременно рождается около 15 млн детей, то есть каждый 10-й ребенок появляется на свет ранее 37 недель беременности. Около миллиона детей каждый год умирают из-за осложнений, связанных с ПР.

В развитых странах частота ПР составляет не более 5%, тогда как в развивающихся достигает 25% [2, 3]. Наиболее сложная ситуация складывается в странах с самым низким уровнем дохода, где почти половина всех детей, рожденных до 32-й недели беременности, умирает. Обращает на себя внимание тот факт, что мертворождение при ПР встречается в 8–13 раз чаще, чем при срочных [4].

В России частота ПР после введения новых критериев живорождения в 2012 году составила 4,6% (в 2011 году – 3,9%) [5] и пока не имеет тенденции к снижению. Экономические затраты на выхаживание одного недоношенного ребенка составляют около 1,5 млн рублей [6].

Нельзя не отметить, что развитие и активное внедрение новых вспомогательных репродуктивных технологий увеличивает количество беременных женщин с угрозой невынашивания и, как следствие, повышает статистику ПР и неонатальную смертность [7].

Этиология ПР не известна. Большинство авторов выделяют такие этиопатогенетические механизмы, как интраамниальная инфекция, перерастяжение матки (вследствие многоплодия и/или многоводия), преждевременное излитие околоплодных вод, истмико-цервикальная недостаточность, ПР в анамнезе, аномалии развития матки, курение, тяжелая экстрагенитальная патология матери и др. [8].

Активное развитие и внедрение на Западе персонализированной медицины способствовало тому, что в последние годы предпринимались попытки поиска генов, ответственных за ПР. Описаны отдельные ассоциации полиморфизма генов с риском ПР, но данные противоречивы [9, 10].

По данным исследования R. Menon и соавт., оценка более 100 биомаркеров не позволила адекватно прогнозировать ПР и снизить их частоту [11].

Известно, что прогестерон является основным гормоном беременности с момента зачатия и до наступления родов. В результате взаимодействия прогестерона с рецепторами Т-клетки продуцируют прогестерониндуцированный блокирующий фактор (ПИБФ; англ.: progesterone-induced bocking factor, PIBF), который, воздействуя на лимфоциты, смещает иммунный ответ матери в сторону Th2-типа, оказывая тем самым цитопротективное действие. При пониженном содержании прогестерона вырабатывается недостаточно ПИБФ, и происходит чрезмерная активация Т-лимфоцитов, несущих маркеры CD56 и CD16, ингибируется продукция провоспалительных цитокинов (интерлейкина-1,6, фактора некроза опухоли-α, интерферона-γ), увеличение содержания которых сопровождается активацией протромбиназы с образованием гематом, тромбозов, нарастает расстройство микроциркуляции, что может привести к плацентарной недостаточности и прерыванию беременности [12, 13].

Кроме описанных выше иммунологических эффектов, ПИБФ ингибирует фосфолипазу А2, что предотвращает синтез простагландинов [14]. При его недостатке происходит повышение активности фосфолипаз, под действием которых высвобождается арахидоновая кислота – предшественник эйкозаноидов – кислородсодержащих производных. В эндотелиальных клетках из полиненасыщенной арахидоновой кислоты при участии специфического мультиферментного комплекса циклооксигеназы синтезируются простациклин и ряд активных простагландинов. Последние оказывают выраженное утеротоническое действие на миометрий, способствуют возрастанию сократительной способности матки, ускорению «созревания» шейки матки. По мнению многих авторов, простагландины играют важную роль в развитии родовой деятельности [15–17].

Заслуживает внимания исследование I. Hudić и Z.В. Fatusić, в рамках которого были обследованы беременные (6–24 недели) и выявлена корреляция низкого уровня ПИБФ в крови и угрозы прерывания беременности. Авторы делают вывод, что ПИБФ может использоваться с целью диагностики и прогнозирования угрожающего аборта [18].

В исследовании L. Lin и соавт. проведен иммуноферментный анализ ПИБФ1 при преэклампсии в крови и плаценте [19]. Полученные данные свидетельствуют о снижении экспрессии ПИБФ в плаценте у женщин с тяжелой преэкламспией.

В исследовании Л.С. Рора показано, что у пациенток с патологическим течением I триместра (6–12 недель), обусловленным прогестероновой недостаточностью, выявлено снижение содержания прогестерона по сравнению с физиологическим течением беременности, уменьшение количества рецепторов к прогестерону, а также экспрессии генов рецепторов прогестерона и гена ПИБФ1 более чем на 50% [20].

Согласно литературным данным, ПИБФ1 появляется в крови начиная с ранних сроков беременности, нарастает, достигая максимума к 40 неделям, и резко снижается после родов [21, 22].

ПИБФ1 заслужил внимание исследователей как медиаторный белок, играющий важную роль в нормализации иммунного ответа в I и II триместрах и оказывающий антиабортивное действие. Выше также были изложены его эффекты, имеющие место на более поздних сроках беременности.

Целью данного исследования стало изучение экспрессии мРНК гена ПИБФ1 в плаценте при ПР с целью установления роли ПИБФ1 в патогенезе ПР.

Материал и методы исследования

В рамках исследования мы проанализировали экспрессию мРНК гена ПИБФ1 в плаценте у женщин с ПР, а также содержание прогестерона в крови. Материал для исследования собирался на клинических базах кафедры акушерства и гинекологии лечебного факультета РГМУ. Плаценты отправлялись на исследование с информированного согласия родильниц.

Обследованы 63 женщины, из которых у 34 беременность закончилась ПР (28–37 недель), у 29 – своевременными родами. Группы сформированы на основании срока родов и полученного лечения во время беременности: 1-я группа – контрольная, своевременные роды, неосложненная беременность, n=11; 2-я группа – своевременные роды, негормональное лечение, n=8; 3-я группа – своевременные роды, прием прогестерона во время беременности, n=10; 4-я группа – ПР, негормональное лечение, n=22; 5-я группа – ПР, прием прогестерона, n=12. Критериями исключения были: преэклампсия, тяжелая экстрагенитальная патология и инфекционные заболевания женской половой системы.

Определение уровня экспрессии мРНК гена ПИБФ1 проводилось на базе лаборатории молекулярно-генетических методов ФГБУ Научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова Минздрава России. Выделение РНК и анализ экспрессии генов проводили методом обратной транскрипции и полимеразной цепной реакции в режиме реального времени (ОТ-ПЦР) согласно инструкциям производителя («ДНК-Технология», Россия) с использованием набора реагентов «Проба НК» с дополнительной фенольной депротеинизацией.

Гистологическое исследование плацент проводилось на базе патологоанатомического отделения ФГБУ Научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова Минздрава России.

Обработка результатов осуществлялась с помощью программы MS Excel на основании данных, полученных с помощью прибора. Использован метод сравнения индикаторных циклов (метод ΔCq). Уровень экспрессии мРНК гена ПИБФ1 измерялся в относительных единицах, отражающих представленность транскрипта относительно нормировочного фактора, рассчитанного на основе уровня экспрессии мРНК референсных генов (В2М и GUSB).

Статистическая обработка полученных данных выполнена при помощи компьютерной программы Statistica 10 (StatSoft Inc., США). В исследуемых группах определяли вид распределения данных с помощью теста Колмогорова–Смирнова. Для сравнения данных в нескольких группах использован тест Краскела–Уоллиса и Манна–Уитни, которые применяются в малочисленных группах с неясным законом распределения величин. Статистические гипотезы считались подтвержденными при уровне значимости р<0,05.

Описательная статистика включала в себя определение медианы (Me), интерквартильного диапазона (25–75%), минимального и максимального значений. Для сравнения уровней экспрессии мРНК гена ПИБФ1 в нескольких группах был применен медианный тест Краскела–Уоллиса, предназначенный для малочисленных групп. Статистические гипотезы считались подтвержденными при уровне значимости р<0,05.

Результаты исследования и обсуждение

Выявлены различия в экспрессии мРНК гена ПИБФ1 в плаценте у женщин со своевременными родами (контрольная группа и группа «своевременные роды без гормонального лечения») и женщин, беременность которых закончилась ПР (p<0,005).

Выявлена умеренная прямая зависимость между уровнем прогестерона в крови и экспрессией мРНК гена ПИБФ1 в плаценте. Коэффициент корреляции r=0,66 (95% ДИ 0,22–1,12) (рис. 1).

Наименьший уровень экспрессии мРНК гена ПИБФ1 соответствует группе пациенток с ПР, которые не получали препараты прогестерона во время беременности. Достоверных различий в экспрессии мРНК гена ПИБФ1 между 4-й и 5-й группами выявлено не было (рис. 2).

У женщин с 1 и более медицинским абортом в анамнезе отмечено снижение экспрессии мРНК гена ПИБФ1 в плаценте по сравнению со значением медианы в группе (рис. 3). Возможно, это могло быть результатом дисгормональных нарушений рецепторного аппарата матки после прерывания беременности.

У пациенток с угрозой ПР уровень прогестерона в крови оказался ниже, чем при физиологической беременности (p=0,0043) (рис. 4).

У всех пациенток с низкой экспрессией мРНК гена ПИБФ1 были выявлены гистологические признаки плацентарной недостаточности. Наиболее значимым в структуре нарушения созревания хориона стало увеличение числа случаев ускоренного созревания ворсинчатого хориона, сочетающееся с циркуляторными и инволютивно-дистрофическими изменениями (рис. 5 и 6).

Рассматривая лечение исследуемых во время беременности, в частности, терапию прогестероном, следует отметить, что в группе ПР непосредственно до родов получали лечение 3 из 12 обследованных женщин, у остальных он был назначен по поводу угрозы прерывания беременности в I и/или II триместрах и отменен после снятия диагноза. Таким образом, имевший, по нашему мнению, место дефицит прогестерона никак в дальнейшем не компенсировался.

Заключение

Полученные в результате настоящего исследования данные свидетельствуют о достоверном снижении экспрессии мРНК гена ПИБФ1 в группах женщин с поздними ПР. В условиях дефицита прогестерона это могло привести к срыву адаптационно-приспособительных реакций материнского организма, направленных на сохранение беременности, и стать одним из факторов начала преждевременной родовой деятельности.

Дальнейшие исследования, основанные на более широкой выборке, вероятно, смогут подтвердить полученные в настоящей работе результаты и развить идею о влиянии ПИБФ на преждевременную родовую деятельность.

Supplementary Materials

  1. Fig. 1. Correlation between blood progesterone level (nmol / L) and mRNA expression of PIBF1 gene, standard units
  2. Fig. 2. Expression of the mRNA of the PIBF1 gene (unit units) in the placenta in patients in the study groups
  3. Fig. 3. Expression of the mRNA of the PIBF1 gene in the placenta in patients with an abortion in an anamnesis
  4. Рис. 4. Уровень прогестерона в периферической плазме, нмоль/л
  5. Fig. 5. Preparation of placenta patient with preterm labor at 34-35 weeks. Staining with hematoxylin and eosin. Signs of placental insufficiency: the presence of fibrinoid degeneration zones in the field of view with the precipitation of calcium salts, the prevalence of intermediate villi
  6. Fig. 6. Preparation of placenta patient with premature birth at 34-35 weeks. Staining with hematoxylin and eosin. The manifestation of compensatory reactions in placental insufficiency: syncytial kidney, syncytocapillary membrane

References

1. Dobrokhotova Yu.E., Kerchelayeva S.B., Kuznetsova O.V., Burdenko M.V. Premature delivery: analysis of perinatal outcomes. Russian Medical Journal. 2015; 23 (20): 1220-3. (in Russian)

2. March of Dimes Foundation, March of Dimes White Paper on Preterm Births: The Global and Regional Toll. NY, USA: March of Dimes Foundation, White Plains; 2009.

3. Experience and tasks of perinatal centers to reduce perinatal and maternal mortality. Information letter of the Research Center of Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Ministry of Health and Social Development of the Russian Federation. Moscow; 2009. (in Russian)

4. Makarov O.V., Bakhareva I.V., Kuznetsov P.A., Romanovskaya V.V. Modern approaches to predicting preterm labor. Rossiyskiy vestnik akushera-ginekologa. 2007; 7 (6): 10-5. (in Russian)

5. Report form No32 “Information on medical care for pregnant, parturient women and puerperas” for 2012. Russian Federation. (in Russian)

6. The focus is on pregnancy (conference materials). Consillium medicum. 2014; 16(6): 9-15. (in Russian)

7. Goldenberg R.L., Rouse D.J. The pretention of premature birth. N. Engl. J. Med. 1998; 339(5): 313-20.

8. Aylamazyan E.K., Kulakov V.I., Radzinsky V.E., Saveleva G.M., ed. Obstetrics. National guideline. Moscow: GEOTAR-Media; 2008: 160-4. (in Russian)

9. Gibson C.S., MacLennan A.H., Dekker G.A., Goldwater P.N., Dambrosia J.M., Munroe D.J. et al. Genetic polymorphisms and spontaneous preterm birth. Obstet. Gynecol. 2007; 109(2, Pt 1): 384-91.

10. Muglia L., Katz M. The enigma of spontaneous preterm birth. N. Engl. J. Med. 2010; 362(6): 529-35.

11. Menon R., Torloni M.R., Voltolini C., Torricelli M., Merialdi M., Betrán A.P. et al. Biomarkers of spontaneous preterm birth: an overview of the literature in the last four decades. Reprod. Sci. 2011; 18(11): 1046-70.

12. Guillard C., Zidi I., Marcou C., Menier C., Carosella E.D., P. Moreau P. Role of HLA- G in innate immunity through direct actiyation of NF - kB in natural killer cells. Mol. Immunol. 2008; 45(2): 419-27.

13. Sukhikh G.T., Vanko L.V. Immune mechanisms in the physiology and pathology of pregnancy. Immunologiya. 2005; 9(2): 103-8. (in Russian)

14. Szekeres-Bartho J., Polgar B. PIBF: the double edged sword. Pregnancy and tumor. Am. J. Reprod. Immunol. 2010; 64(2): 77-86.

15. Serov VN, Sidelnikova VM, Zharov EV Premature birth. Moscow: Research Center of Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Ministry of Health and Social Development of the Russian Federation; 2008. (in Russian)

16. Niswander K., Evans A., ed. Obstetrics. Reference book of the University of California. Trans. from English. Moscow; 1999. 571p. (in Russian)

17. Abramchenko V.V. Active management of childbirth. St. Petersburg: SpetsLit; 2003. 664p. (in Russian)

18. Hudić I., Fatusić Z. Progesterone - induced blocking factor (PIBF) and Th(1)/Th(2) cytokine in women with threatened spontaneous abortion. J. Perinat. Med. 2009; 37(4): 338-42. doi: 10.1515/JPM.2009.061.

19. Lin L., Huang Y., Yu Y, Yang Y. Expression of progesterone-induced blocking factor in severe preeclampsia and its association with immune tolerance imbalance. Nan Fang Yi Ke Da Xue Xue Bao. 2015; 35(6): 848-51.

20. Dobrokhotova Yu.E., Karnaukhov V.N., Faizullin A.Z., Ozerova R.I., Demura T.A., Mandrykina Zh.A., Rora L.S. The role of progesterone-dependent immunomodulation and the receptivity of the endometrium in miscarriage. Problem reproduktsii. 2009; 5: 59-62. (in Russian)

21. Szekeres-Bartho J., Wilczynski J.R., Basta P., Kalinka J. Role of progesterone and progestin therapy in threatened abortion and preterm labour. Front. Biosci. 2008; 13: 1981-90.

22. Szekeres-Bartho J. Progesterone receptor-mediated immunomodulation and anti-abortive effects: The role of PIBF. Gynecol. Endocrinol. 2001; 15(Suppl. 5): 43-7. (Proceedings IX World Congress of Gynecological Endocrinology. Hong Kong, December 2–5, 2001.)

Received 16.12.2016

Accepted 23.12.2016

About the Authors

Dobrokhotova Yulia E., MD, Head of the Department of Obstetrics and Gynecology of the Medical Faculty of N.I. Pirogov Russian National Research Medical University. 117997, Russia, Moscow, Ostrovityanova str. 1. Tel.: +74952374033. E-mail: pr.dobrohotova@mail.ru
Trofimov Dmitry Y., Doctor of Biological Sciences, Head of the Laboratory of Molecular Genetic Methods, Research Center of Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Ministry of Health of Russia. 117997, Russia, Moscow, Ac. Oparina str. 4. Tel.: +74954382292. E-mail: d.trofimov@dna-tech.ru
Schegolev Alexander I., MD, Professor, Head of the 2nd Pathoanatomical Department, Research Center of Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Ministry of Health of Russia. 117997, Russia, Moscow, Ac. Oparina str. 4. Tel.: +74954382892. E-mail: ashegolev@oparina4.ru
Burmenskaya Olga V., Doctor of Biological Sciences, Researcher of the Laboratory of Molecular Genetic Methods, Research Center of Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Ministry of Health of Russia. 117997, Russia, Moscow, Ac. Oparina str. 4. Tel.: +74954382292. E-mail: o_bourmenskaya@oparina4.ru
Veselovskaya Yulia S., post-graduate student of the Department of Obstetrics and Gynecology of the Faculty of Medicine, N.I. Pirogov Russian National Research Medical University. 117997, Russia, Moscow, Ostrovityanova str. 1. E-mail: isveselovskaia@gmail.com
Mitrofanova Yulia V., post-graduate student of the Department of Obstetrics and Gynecology of the Medical Faculty, N.I. Pirogov Russian National Research Medical University. 117997, Russia, Moscow, Ostrovityanova str. 1
Olenev Anton S., Candidate of Medical Science, Deputy chief doctor of the City Clinical Hospital No. 24, the head of the Perinatal Center branch.
127287, Russia, Moscow, 4th Vyatsky per. 39. Tel.: +74956134509. E-mail: felidis@mail.ru
Pastarnak Andrei Y., chief physician of the City Clinical Hospital No. 13 branch No. 1 of the Health Department. 115088, Russia, Moscow, Sharikopodshipnikovskaya str. 3
Gogichaev Tamerlan Kazbekovich, Chief Physician of the City Clinical Hospital No. 29, Branch No. 2, N.E. Bauman Moscow Department of Health.
105094, Russia, Moscow, Golyanovskaya str. 4A

For citations: Dobrokhotova Yu.E., Trofimov D.Yu., Shchegolev A.I., Burmenskaya O.V., Veselovskaya Yu.S., Mitrofanova Yu.V., Olenev A.S., Pastarnak A.Yu., Gogichaev T.K.
Placental PIBF1 gene mRNA expression during preterm labor.
Akusherstvo i Ginekologiya/Obstetrics and Gynecology. 2017; (7): 62-7. (in Russian)
http://dx.doi.org/10.18565/aig.2017.7.62-7

Similar Articles

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