Regulatory transport proteins and cytokines in the blood of patients with proliferative diseases of the uterus

Shramko S.V., Zorina V.N., Bazhenova L.G., Zorina R.M., Ryabicheva T.G., Chevychalova E.V., Zorin N.A.

Novokuznetsk State Institute for Postgraduate Training of Physicians; Ministry of Health of Russia, Novokuznetsk 654005, Stroiteley str. 5, Russia; “Vector-best” Closed Corporation, Novosibirsk 630117, PO box 492, Russia; City Clinical Hospital One, Novokuznetsk 654057, Bardina str. 28, Russia
Objective. To determine the involvement of regulatory transport proteins and related proinflammatory cytokines in the pathogenesis of uterine myoma and adenomyosis.
Material and methods. The investigators determined the blood levels of α2-macroglobulin (α2-MG), α1-antitrypsin (α1-AT), and pregnancy-associated α2-glycoptotein (α2-PAG) by a quantitative rocket immunoelectrophoretic assay and those of lactoferrin (LF), vascular endothelial growth factor (VEGF), interleukin 6 (IL-6), IL-8), and tumor necrosis factor-α (TNF-α) by an enzyme immunoassay in perimenopausal women.
Results. All the patients were ascertained to have elevated TNF-α and IL-6 levels; moreover, the concentration of α1-AT remained unchanged compared to those observed in healthy women. A manifold (17-18-fold) increase in the content of IL-8 in patients with myoma and comorbidity differed from the changes in the values of this cytokine in those with adenomyosis who showed a not more than 6-fold rise in its concentration. There was an 8-fold elevation in the level of VEGF in adenomyosis and comorbidity, but its concentration in uterine myoma was only doubled. The high level of LF with low α2-MG values were established in uterine myoma, but comorbidity was characterized by higher α2-PAG concentrations.
Conclusion. Our findings suggest that an immune response is multi-faceted in patients with uterine myoma and ademyosis and, despite the similarity of clinical symptomatology, which has been discussed by many authors, and uniform triggers, our data demonstrate some dissimilarities in the pathogenetic mechanisms of proliferative diseases of the uterus.

Keywords

adenomyosis
uterine myoma
proliferation
pathogenesis
lactoferrin
α2-macroglobulin

Последнее десятилетие отмечена тенденция к увеличению частоты гиперпластических процессов матки [1, 2]. Актуальность поиска патофизиологических механизмов развития лейомиомы матки и аденомиоза обусловлена широкой распространенностью заболеваний среди женщин репродуктивного возраста и высокой частотой оперативных методов лечения. В России каждая четвертая женщина рано или поздно рискует оказаться перед сложным решением о необходимости оперативного вмешательства [3, 4].

Механизмы опухолевого роста складываются из динамического баланса процессов пролиферации и апоптоза [5]. Одним из ключевых факторов в развитии опухолевых процессов, в настоящее время рассматривается ангиогенез [6]. Индуктором ангиогенеза является сосудистый эндотелиальный фактор роста (VEGF), поддерживающий развитие сосудистой сети опухоли [7]. Известно, что VEGF, с одной стороны препятствует апоптозу незрелых клеток эндотелия, с другой – подавляет созревание дендритных клеток и блокирует нормальный иммунный ответ на опухоль, подавляя эффекторные функции цитотоксических клеток. Установлено, что экспрессия VEGF повышена при аденомиозе и, чем сильнее, тем хуже прогноз при лечении [8]. Напротив, процессы неоангиогенеза в псевдокапсулах миоматозных узлов обеспечиваются иными факторами роста, а роль VEGF при этом не существенна [9].

Помимо факторов, стимулирующих ангиогенез, при миоме активно экспрессируется хемокин интерлейкин (ИЛ)-8 в миометрии [10]. Считается, что хемокины, ИЛ-6 и фактор некроза опухоли (ФНО)-α стимулируют экспрессию факторов роста при данной патологии [11]. При этом экспрессия рецептора ИЛ-8 – CXCR1 на поверхности эутопического эндотелия в пролиферативной фазе повышена и при аденомиозе, однако снижена экспрессия самого ИЛ-8 в культурах эндотелиальных стромальных клеток [12]. Известно, что синтез ИЛ-8 и других цитокинов модулируется лактоферрином (ЛФ) – металлопротеином и осрофазовым реактантом [13], однако роль данного белка в патогенезе аденомиоза и миомы не изучена.

Значительную роль в патогенезе миомы играет баланс протеиназ, особенно матриксных металлопротеиназ (ММП) и их ингибиторов. Известно, что повышенные уровни VEGF в крови при миоме коррелируют с содержанием ММП [14]. Маркером прогрессии лейомиомы является активация экспрессии такого ингибитора протеиназ как α1-антитрипсин (α1-АТ). Повышение сывороточного уровня α1-АТ ассоциируется с ростом опухоли, как и лейцин-обогащенного α2-гликопротеина [15], который по свойствам дублирует ассоциированный с беременностью α2-гликопротеин (АБГ) [16] и, вероятно, является его низкомолекулярным обломком. Известно, что α2-макроглобулин (α2-МГ) является не только универсальным ингибитором протеиназ, но и активным транспортером цитокинов и факторов роста, регулирующим их синтез по типу обратной связи [16], при этом роль α2-МГ в патогенезе миомы и аденомиоза также не установлена.

Целью работы было установление взаимосвязей между цитокинами, фактором роста VEGF и регуляторно-транспортными белками при развитии лейомиомы и аденомиоза у женщин перименопаузального возраста.

Материал и методы исследования

Обследованы 65 пациенток с верифицированным диагнозом, сопоставимых по возрасту и оперированных в МЛБУ ГКБ № 1 г. Новокузнецка за период 2010–2013 гг. В группу больных с миомой матки вошли 38 больных, из них 14 пациенток (43±1,3 года) – с простой и 24 женщины (46,5±0,95 года) – с пролиферирующей миомой. Группу с аденомиозом составили 10 женщин (48,3±2,7 года), 17 пациенток (47,4±1,2 года) имели сочетание миомы матки и аденомиоза. Показаниями для оперативного лечения были размеры матки более 12 недельного срока беременности в сочетании с меноррагией (87%), приводящей к анемии и, в ряде случаев, в связи с нарушением функции соседних органов. Контрольную группу составили 16 практически здоровых женщин в возрасте (45±0,9 года), обратившихся с целью профилактического осмотра. У всех женщин основной и контрольной групп было получено информированное согласие на участие в исследовании.

Образцы венозной крови были получены до операции. Сывороточные уровни α2-МГ, ассоциированного с беременностью АБГ, α1-АТ изучены количественным ракетным иммуноэлектрофорезом с использованием исследовательских тест-систем, разработанных в НИЛ иммунологии ГБОУ ДПО ГНИУВ Минздрава России. Содержание ЛФ, цитокинов (ИЛ-6, ИЛ-8, ФНО-α) и VEGF определено иммуноферментным анализом с использованием коммерческих тест-систем «Вектор-Бест», Россия. Статистическая обработка полученных результатов проведена с использованием компьютерной программы InStat II.

Результаты

Согласно полученным данным (см. таблицу), уровень фактора роста VEGF был значимо повышен во всех группах больных, в сравнении с контролем. Примечательно, что при аденомиозе его уровень в 8 раз превышал контроль и был значимо выше показателей больных простой миомой матки. Содержание VEGF в сыворотке крови пациенток с сочетанной патологией (аденомиоз±миома) было сопоставимо с его уровнем в группе больных аденомиозом, но несколько ниже, однако достоверно выше, в сравнении с показателями здоровых женщин и больных простой миомой (в 7,5 и 1,9 раза соответственно). Концентрация VEGF в сыворотке пациенток с пролиферирующей миомой статистически значимо отличалась только от контрольных значений.

Концентрации классического провоспалительного цитокина ФНО-α как и иммуномодуляторного ИЛ-6, были сопоставимы в группах больных и повышены, в сравнении со здоровыми (в 13–21 раз и в 3–4 раза соответственно), однако, в целом, не демонстрировали выраженного повышения, по сравнению с предельно допустимыми уровнями для здоровых женщин (5 пкг/мл).

Любой пролиферативный процесс в матке сопровождался значительным повышением уровня ИЛ-8: при аденомиозе в 6 раз превышая нормативные значения, при пролиферирующей миоме – почти в 20 раз, при простой миоме и при ее сочетании с аденомиозом – более чем в 15 раз.

Сывороточное содержание ЛФ во всех группах больных статистически значимо повышалось в сравнении с нормой (в 2–3 раза), при этом у пациенток с простой миомой было самым высоким и достоверно выше в сравнении с показателями больных аденомиозом и с показателями пациенток с сочетанной патологией (аденомиоз±миома).

Концентрация α1-АТ, также являющегося позитивным реактантом воспаления, не демонстрировала достоверных отличий от контрольной группы, хотя в сыворотке больных простой миомой наблюдалась недостоверная тенденция к повышению (в среднем, на 15%).

При этом уровни α2-МГ, еще одного активного ингибитора протеиназ, относящегося, в отличие от α1-АТ, к негативным реактантам воспаления, в среднем были несколько снижены, однако достоверное снижение обнаружено лишь в группе больных с простой миомой матки. При этом содержание иммунокомплекса α2-МГ-IgG было достоверно повышено у больных (в 1,3–2,3 раза), особенно при простой миоме матки и ее сочетании с аденомиозом.

Значимо повышенный по сравнению со здоровыми уровень АБГ, являющегося резервным гомологом α2-МГ, выявлен только у женщин с сочетанной патологией (в 2,3 раза).

Обсуждение

Патогенез миомы матки позиционируется как патологическая реакция на повреждение, где основным звеном патогенеза является ишемия и гипоксия [4]. Повреждение, как правило, играет роль триггера в развитии патологического процесса, активируя защитные механизмы, моделирующие апоптоз, ангиогенез и пролиферацию. Необходимо отметить, что одним из самых чувствительных острофазовых реактантов, взаимозависимо активирующим синтез хемоаттрактанта ИЛ-8, является ЛФ, что мы и наблюдали в нашем исследовании. Кроме того, данный белок является еще и активным транспортером железа, а также ионов кислорода [13]. Метаболические реакции, призванные регулировать структурную кинетику тканей в условиях нормального функционирования организма, могут усугублять повреждающее действие исходной гипоксии [17, 18]. В настоящее время роль метаболических реакций общепризнанна и универсальна как для деструктивных, так и гиперпластических процессов в тканях [19].

При срыве защитных механизмов, антипротеазной, антиоксидантной систем, агенты и метаболиты воспаления способны, в некоторых случаях, модифицировать нуклеиновые кислоты и, повреждая нити ДНК, приводить к формированию измененного клона клеток и патологической пролиферации [20]. Известно, что чрезмерное окислительное повреждение белков может реализоваться дегенеративными заболеваниями, а неконтролируемое перекисное окисление липидов – атеросклерозом [21]. Любое повреждение провоцирует воспалительную реакцию, лежащую в основе любого патологического процесса, но программа ответа может оказаться либо несовершенной, либо не вполне соответствовать конкретной ситуации. В этой связи, обращает на себя внимание, что из двух изученных основных (α2-МГ и α1-АТ) и одного резервного (АБГ) ингибиторов протеиназ [16], только уровень α2-МГ демонстрирует тенденцию к активному расходованию, превращающуюся в достоверную при миоме матки. При этом накопление α1-АТ не достоверно и не критично, а содержание АБГ, белка с выраженными иммуносупрессивными свойствами [16], повышено только при сочетанной патологии. Повышение концентраций иммунокомплексов α1-МГ-IgG в крови больных свидетельствует об активном повреждении молекул α2-МГ продуктами воспалительной реакции, усиливающим их иммуногенность с формированием аутоантител и крайне негативно влияющим на регуляцию синтеза цитокинов данным белком [16]. Все это, с одной стороны, свидетельствует о том, что организм до определенной степени справляется с утилизацией протеиназ, активно высвобождающихся при воспалении, а с другой, с учетом недостаточно активного синтеза ИЛ-6 и ФНО-α, может служить подтверждением неадекватной реакции организма на патологические изменения.

Так или иначе, гладкомышечные клетки миометрия реагируют на повреждение и гипоксию, точно так же, как и гладкомышечные клетки сосудистого эндотелия, а именно: каскадом пролиферативных преобразований и синтезом факторов роста, в том числе VEGF, который первый откликается на гипоксию, что и подтверждают результаты нашего исследования.

Заключение

В целом, полученные результаты согласуются с данными литературы и демонстрируют, что в случае миомы матки, «патологический круг» замыкается между провоспалительным процессом, пролиферацией и апоптозом, что позиционирует миому матки как воспалительную реакцию на повреждение и опухолевидное образование по типу «регенераторного пролиферата» [4]. В случае аденомиоза, воспалительные и иммунные ответы замыкают «порочный круг» на ангиогенезе, что позволяет провести параллель между аденомиозом и неопластическими процессами. Результаты нашего исследования созвучны с литературными данными, трактующими эндометриоидную болезнь как гиперпластический процесс, имеющий типовые этапы морфогенеза опухолевого роста [22]. В свою очередь, при сочетании миомы и аденомиоза имеет место некое объединение иммуносупрессии и провоспалительных реакций, что создает программу ответа, свойственную, согласно нашим данным, аутоиммунным проявлениям воспаления.

Supplementary Materials

  1. Table. The concentrations of cytokines and regulatory-transport proteins in the blood of women with proliferative diseases of uterus

References

1. Lebedev V.A., Strizhakov A.N., Davydov A.I., Pashkov V.M. Benign uterine diseases. Moscow: GEOTAR-Media; 2014. 312p. (in Russina)

2. Chwalisz K., Winkel C.A. Medical managment of women with symptomatic uterine fibroids. In: Segars J.H., ed. Fibroids. Wiley-Blackwell; 2013: 61-75.

3. Puchkov K.V., Podzolkova N.M., Korennaya V.V., Kayibhanova K.M. Innovative approaches in the surgical treatment of uterine fibroids: save, cannot be deleted. Status Praesens. 2014; 4: 95-102. (in Russian)

4. Kiselev V.I., Sidorova I.S., Unanyan A.L., Muyzhnek E.L. Hyperplastic processes of female reproductive system: theory and practice. Moscow: Medpraktika-M; 2010. 467p. (in Russian)

5. Tikhomirov A.L., Lubnin D.M. Uterine fibroids. Moscow: MIA; 2006 176p. (in Russian)

6. Uluer E.T., Inan S., Ozbilgin K., Karaca F., Dicle N., Sancı M. The role of hypoxia related angiogenesis in uterine smooth muscle tumors. Biotech. Histochem. 2015; 90(2): 102-10.

7. Ibragimova D.M., Dobrokhotova Yu.E. Controversial issues of the pathogenesis of uterine fibroids and treatment of patients with this disease. Rossiyskiy vestnik akushera-ginekologa. 2011; 11(2): 37-42. (in Russian)

8. Mu Y., Hu X., He J., Liu H., Zhang L., Liu H., Hao Z. Serum levels of vascular endothelial growth factor and cancer antigen 125 are related to the prognosis of adenomyosis patients after interventional therapy. Int. J. Clin. Exp. Med. 2015; 8(6): 9549-54.

9. Di Tommaso S., Massari S., Malvasi A., Bozzetti M.P., Tinelli A. Gene expression analysis reveals an angiogenic profile in uterine leiomyoma pseudocapsule. Mol. Hum. Reprod. 2013; 19(6): 380-7.

10.Chuang T.D., Khorram O. miR-200c regulates IL8 expression by targeting IKBKB: a potential mediator of inflammation in leiomyoma pathogenesis. PLoS One. 2014; 9(4): e95370.

11.Ciavattini A., Di Giuseppe J., Stortoni P., Montik N., Giannubilo S.R., Litta P. et al. Uterine fibroids: pathogenesis and interactions with endometrium and endomyometrial junction. Obstet. Gynecol. Int. 2013; 2013: 173184.

12.Ulukus M., Ulukus E.C., Seval Y., Cinar O., Zheng W., Arici A. Expression of interleukin-8 receptors in patients with adenomyosis. Fertil. Steril. 2006; 85(3): 714-20.

13.Legrand D., Elass E., Carpenter M., Mazurer J. Lactoferrin: a modulator of immune and inflammatory responses. Cell. Mol. Life Sci. 2005; 62(22): 2549-59.

14.Korompelis P., Piperi C., Adamopoulos C., Dalagiorgou G., Korkolopoulou P., Sepsa A. et al. Expression of vascular endothelial factor-A, gelatinases (MMP-2, MMP-9) and TIMP-1 in uterine leiomyomas. Clin. Chem. Lab. Med. 2015; 53(9): 1415-24.

15.Lin C.P., Chen Y.W., Liu W.H., Chou H.C., Chang Y.P., Lin S.T. et al. Proteomic identification of plasma biomarkers in uterine leiomyoma. Mol. Biosyst. 2012; 8(4): 1136-45.

16.Zorin N.A., Zorina V.N. Signal System macroglobulin. Literature review. Biomeditsinskaya himiya. 2012; 58 (4): 400-10. (in Russian)

17.Adamyan L.V. Features of proliferation and apoptosis in eutopic and ectopic endometrium in genital endometriosis. In: Proceedings of the IX All-Russian Scientific Forum "Mother and Child". Moscow; 2007: 314. (in Russian)

18.Golbidi S., Laher I. Antioxidant therapy in human endocrine disorders. Med. Sci. Monit. 2010. 16(1): RA9-24.

19.Fletcher N.M., Saed M.G., Abu-Soud H.M., Al-Hendy A., Diamond M.P., Saed G.M. Uterine fibroids are characterized by an impaired antioxidant cellular system: potential role of hypoxia in the pathophysiology of uterine fibroids. J. Assist. Reprod. Genet. 2013; 30(7): 969-74.

20.Benagiano G., Brosens I. The endometrium in adenomyosis. Womens Health (Lond Engl). 2012; 8(3): 301-12.

21.Zarkovic K., Larroque-Cardoso P., Pucelle M., Salvayre R., Waeg G., Nègre-Salvayre A., Zarkovic N. Elastin aging and lipid oxidation products in human aorta. Redox Biol. 2015; 4: 109-17.

22.Koike N., Tsunemi T., Uekuri C., Akasaka J., Ito F., Shigemitsu A., Kobayashi H. Pathogenesis and malignant transformation of adenomyosis (review). Oncol. Rep. 2013; 29(3): 861-7.

Received 23.10.2015

Accepted 27.11.2015

About the Authors

Shramko Svetlana Vladimirovna, PhD (medical science), Teaching assistant of Department of obstetrics and gynecology, Novokuznetsk State Institute for Postgraduate Training of Physicians, Ministry of Health of Russia. 654005, Russia, Novokuznetsk, Stroiteley str. 5. Tel.: +73843796-787. E-mail: shramko_08@mail.ru
Zorina Veronika Nikolayevna, D.Sc. (Doctor of biological science), Principal Research fellow of Research Laboratory of Immunology, Novokuznetsk State Institute for Postgraduate Training of Physicians, Ministry of Health of Russia. 654005, Russia, Novokuznetsk, Stroiteley str. 5. Tel.: +73843458418. E-mail: macroglobulin@yandex.ru
Bazhenova Lyudmila Grigoryevna, M.D. (Doctor of medical science), Professor, Head of Department of obstetrics and gynecology, Novokuznetsk State Institute for Postgraduate Training of Physicians, Ministry of Health of Russia. 654005, Russia, Novokuznetsk, Stroiteley str. 5. Tel.: +73843796847. E-mail: l_bagenova@mail.ru
Zorina Raisa Michaylovna, D.Sc. (Doctor of biological science), Leading researcher of Research Laboratory of Immunology, Novokuznetsk State Institute for Postgraduate Training of Physicians, Ministry of Health of Russia. 654005, Russia, Novokuznetsk, Stroiteley str. 5. Tel.: +73843455641. E-mail: macroglobulin@yandex.ru
Ryabicheva Tatyana Gennadyevna, Leading research fellow of Laboratory of stabilization, “Vector-best” Closed Corporation. 630117, Russia, Novosibirsk-117, PO box 492. Tel.: +73833634710. E-mail: vector@vector.nsc.ru
Chevychalova Elena Viktorovna, Head of gynecological department, City Clinical Hospital One. 654057, Russia, Novokuznetsk, Bardina str. 28. Tel.: +73843796257. E-mail: chev.e.v.@rambler.ru
Zorin Nikolay Alexeevich, D.Sc. (Doctor of biological science), Professor, Head of Research Laboratory of Immunology, Novokuznetsk State Institute for Postgraduate Training of Physicians, Ministry of Health of Russia. 654005, Russia, Novokuznetsk, Stroiteley str. 5. Tel.: +73843458418. E-mail: macroglobulin@yandex.ru

For citations: Shramko S.V., Zorina V.N., Bazhenova L.G., Zorina R.M., Ryabicheva T.G., Chevychalova E.V., Zorin N.A. Regulatory transport proteins and cytokines in the blood of patients with proliferative diseases of the uterus. Akusherstvo i ginekologiya/Obstetrics and Gynecology. 2016; (5): 104-108. (in Russian)
http://dx.doi.org/10.18565/aig.2016.5.104-108

Similar Articles

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