Role of cyclooxygenases in the pathogenesis of genital endometriosis

Samodelkin E.I., Kosareva P.V., Tryastsina E.N., Nesterova L.Yu.

Acad E.A. Vagner Perm State Medical University, Ministry of Health of Russia, Perm 614990, Petropavlovskaya str. 26, Russia; The Badge of Honor Order Perm Territorial Clinical Hospital, Perm 614990, Pushkina str. 85, Russia; Institute of Ecology and Genetics of Microorganisms, Ural Branch, Russian Academy of Sciences, Perm 614081, Goleva str. 13, Russia
Objective. To present an update on the role of cyclooxygenases (COX) in the development of endometriosis.
Materials and methods. 182 literature sources on the role of COX-1 and COX-2 in the development of endometriosis in reproductive-aged women, which had been published in the Medline, Pubmed, and Scopus databases, were analyzed. 21 out of these sources were included in the present review.
Results. The production of prostaglandins in the endometrial cells is one of the important pathogenetic components of genital endometriosis. Women with endometriosis were found to have specific features of the expression of COX-1 and COX-2 in the eutopic and ectopic endometrium, which correlate with the rate of cell proliferation and tissue growth and as a consequence with the progression of the disease.
Conclusion. The role of cyclooxygenases in the development of endometriosis is of interest in that, on the basis of the knowledge obtained, one may plan the use of agents inhibiting the activity of cyclooxygenases (nonsteroidal anti-inflammatory drugs) to treat endometriosis as a pathogenetic treatment option. This issue has not been fully studied. There is a need for further investigations in this area.

Keywords

endometrium
cyclooxygenase

Генитальный эндометриоз (ГЭ) является широко распространенным заболеванием женщин репродуктивного и перименопаузального возраста [1].

В структуре гинекологической заболеваемости эндометриоз занимает 3-е место после воспалительных процессов гениталий и миомы матки, поражая 12–60% женщин с сохраненной менструальной функцией, приводя к функциональным и структурным изменениям в репродуктивной системе, бесплодию, оказывает отрицательное влияние на психоэмоциональное состояние женщины и существенно снижает качество ее жизни [2, 3]. Бесплодие и сексуальная дисфункция оказывают существенное негативное влияние на клинический и социальный статус женщины.

Этиология заболевания остается до конца не выясненной, применяемые терапевтические методы являются эмпирическими, не направленными на причину болезни и патогенез, и потому зачастую не приносят ожидаемых результатов [4].

Исходя из этого, немаловажна проблема недостаточной эффективности существующих методов лечения эндометриоза в отношении снижения частоты рецидивов заболевания и восстановления фертильности у больных с бесплодием [3]. Современная схема лечения наружного генитального эндометриоза (НГЭ) заключается в хирургическом удалении очагов с последующей гормональной терапией. Но такое лечение оказывается недостаточно эффективным в плане полной ликвидации клинических проявлений заболевания, снижения частоты рецидивов и наступления беременности у пациенток. Альтернативная схема лечения НГЭ с применением селективной иммунотерапии в послеоперационном периоде позволила увеличить частоту наступления беременности у больных НГЭ, но не оказала существенного влияния на снижение частоты рецидивов этого заболевания [5, 6].

Важность этой проблемы индуцировала многочисленные исследования, посвященные изучению этиологии и патогенеза эндометриоза.

Поскольку эндометриоз связан с повышением воспалительной активности, что подтверждается ростом уровня как воспалительных цитокинов в сыворотке крови, так и С-реактивного белка, существует гипотеза, что применение нестероидных противовоспалительных препаратов (НПВП) целесообразно в комплексной терапии эндометриоза [7].

НПВП уже давно используются для лечения боли, лихорадки и воспаления, но в последнее время накапливается все больше свидетельств, что НПВП имеют очень перспективные противоопухолевые свойства [8]. Химиопрофилактический, антипролиферативный эффекты НПВП могут быть связаны как с их инактивацией фермента циклооксигеназы (СОХ), так и их способностью индуцировать апоптоз посредством путей, которые в значительной степени СОХ-независимы [8, 9]. Эпидемиологические исследования продемонстрировали, что регулярное употребление НПВП связано с уменьшением риска возникновения различных видов рака вследствие ингибирования активности COX-2 [10, 11].

В экспериментах in vitro установлено, что некоторые НПВП – аспирин (ацетилсалициловая кислота), индометацин и некоторые селективные ингибиторы COX-2 уменьшают клеточную пролиферацию, активируют апоптоз в раковых клетках эндометрия посредством высвобождения цитохрома С (цитохром С-зависимый апоптоз), активации каспазы-9 и каспазы-3, регуляции экспрессии СОХ-2 [8] и подавления неоангиогенеза [12].

Существуют две изоформы циклооксигеназы – циклооксигеназа-1 (COX-1) и циклооксигеназа-2 (COX-2); COX-1 присутствует практически во всех тканях; в тромбоцитах этот фермент обеспечивает превращение арахидоновой кислоты в тромбоксан; COX-2 в физиологических условиях присутствует в мозге и корковом слое почек; в других тканях экспрессия гена COX-2 индуцируется определенными стимулами, например, она увеличивается при воспалении [13]. Поэтому циклооксигеназа-2, принимающая непосредственное участие в реакции клеток на действие факторов роста и цитокинов, рассматривается в качестве основной мишени терапии [14]. На сегодняшний день установлена положительная экспрессия COX-2 в очагах аденомиоза; полученные результаты предполагают проведение дальнейших исследований по изучению терапевтической значимости ингибирования активности COX-2 у данных категорий больных [14].

Образование простагландинов в эктопически расположенных эндометриальных клетках является одним из важных патогенетических звеньев ГЭ; COX участвует в синтезе простагландинов Е2 и G2 [15].

В комплексной терапии ГЭ в настоящее время используются НПВП, обладающие выраженными побочными эффектами со стороны желудочно-кишечного тракта, но уже есть работы о более успешном купировании дисменореи, диспареунии и хронических тазовых болей при использовании в минимально эффективной дозе специфических ингибиторов COX-2 [15].

Установлено, что экспрессия COX-2 значительно выше в эктопическом эндометрии у пациенток с более тяжелой дисменореей [16]. Приведенные исследования являются единичными, вероятно вследствие того, что данная проблема начала изучаться сравнительно недавно и требует дальнейших детальных исследований.

Недавние исследования продемонстрировали, что в нарушении процессов апоптоза при эндометриозе и раке ключевыми факторами считаются белок р53, комплекс Fas/FasL, белки семейства Bcl-2, Her-2, активация рецепторов прогестерона и COX-2 [17]. Экспрессия COX-2, сурвивина и матриксной металлопротеиназы-7 при раковых процессах тесно связаны между собой [18]. У женщин с эндометриозом выявлены особенности экспрессии COX-1 и COX-2 в эутопическом и эктопическом эндометрии, что может отражать непосредственное воздействие пролиферации на экспрессию COX и ингибирование фазы секреции в железистом эпителии эктопического эндометрия, что, в свою очередь, приводит к усилению пролиферации и росту ткани [19]. При этом характерные признаки пролиферативной активности и экспрессии СОХ-2, как и ангиогенные, могут быть использованы для верификации признаков малигнизации эктопического эндометрия при «атипичной» форме эндометриоза [19].

При иммуногистохимическом исследовании очагов аденомиоза установлено, что интенсивность экспрессии фактора пролиферации Ki-67 коррелирует с интенсивностью экспрессии СОХ-2, фактора роста эндотелия сосудов (VEGF) и рецептора эпидермального фактора роста (EGFR) и возрастает в ряду: аденомиоз – гиперплазия эндометрия с атипией [20]. То есть, аденомиоз отличается от эндометриоидной аденокарциномы тела матки не только морфологически, но и экспрессией молекулярных маркеров в эпителиальных клетках: Ki-67, СОХ-2, VEGF, EGFR, а также с высокой активностью Е-кадгерина, металлопротеиназ; все это определяет различия в механизмах инвазии; при этом аденомиоз, в отличие от аденокарциномы, распространяется путем инвазии стромальных клеток, и в этих процессах немаловажна роль COX [20].

К настоящему времени также установлено, что экспрессия СОХ-2 в поверхностном и железистом эпителии эндометрия минимальна в раннюю пролиферативную фазу, затем постепенно возрастает и остается высокой на протяжении секреторной фазы [21]. При лапароскопически подтвержденном эндометриозе экспрессия СОХ-2 в железистом эпителии выше, чем у здоровых женщин, и также варьирует в течение цикла; выраженная экспрессия СОХ-2 наблюдается и в железистых клетках эктопического эндометрия на протяжении всего цикла [21]. Полученные данные свидетельствуют о том, что повышенная экспрессия СОХ-2 в эу- и эктопическом эндометрии связана с патогенезом эндометриоза, но в этой проблеме остается на сегодняшний день очень много «белых пятен» [21].

Таким образом, вопрос о роли COX в развитии эндометриоза крайне интересен тем, что на основании знаний о патогенезе можно планировать применение препаратов, ингибирующих активность СОХ (НПВП) при лечении эндометриоза как способа патогенетической терапии. И в этом отношении исследования на культурах эндометриоидных клеток, проведенные в условиях in vitro, могут быть весьма перспективными, тем более что этот вопрос только начинается изучаться исследователями во всем мире.

References

1. Osmanova F.T. The role of immune factors in the pathogenesis of external genital endometriosis in women. Fundamentalnyie issledovaniya. 2013; 9(1): 108-11. (in Russian)

2. Peresada O.A. Endometriosis: diagnostic, clinical, and therapeutic aspects of cancer. Meditsinskie novosti. 2009; 14: 15-28. (in Russian)

3. Pavlov R.V., Kundohova M.S. Immunological criteria for early prediction of recurrence of external genital endometriosis. Meditsinskiy vestnik Severnogo Kavkaza. 2010; 21(1): 39-43. (in Russian)

4. Daftary G.S., Zheng Y., Tabbaa Z.M., Schoolmeester J.K., Gada R.P., Grzenda A.L. et al. Novel role of the Sp/KLF transcription factor KLF11 in arresting progression of endometriosis. PLoS One. 2013; 8(3): e60165.

5. Popov A.V., Mahmudova G.M. Role of peritoneal fluid of some factors in the pathogenesis of endometriosis. Rossiyskiy vestnik akushera- ginekologa. 2004; 2: 27-30. (in Russian)

6. Saveleva G.M., Solomatina A.A., Mihaleva L.M., Pashkova A.V., Vorobeva N.N. Once again on the terminology of endometrioid ovarian formations. Akusherstvo i ginekologiya/Obstetrics and Gynecology. 2005; 6: 33-7. (in Russian)

7. Olovsson M. Immunological aspects of endometriosis: an update. Am. J. Reprod. Immunol. 2011; 66(Suppl. 1): 101-4.

8. Gao J., Niwa K., Sun W., Takemura M., Lian Z., Onogi K. et al. Non-steroidal anti-inflammatory drugs inhibit cellular proliferation and upregulate cyclooxygenase-2 protein expression in endometrial cancer cells. Cancer Sci. 2004; 95(11): 901-7.

9. Xia H.H.X., Zhang S.T., Lam S.K., Lin M.C.M., Kung H.F., Wong B.C.Y. Expression of macrophage migration inhibitory factor in esophageal squamous cell carcinoma and effects of bile acids and NSAIDs. Carcinogenesis. 2005; 26(1): 11-5.

10. Chen R.H., Tian Y.J. Enhanced anti-tumor efficacy of aspirin combined with triptolide in cervical cancer cells. Asian Pac. J. Cancer Prev. 2013; 14(5): 3041-4.

11. Valle B.L., D'Souza T., Becker K.G., Wood W.H., Zhang Y., Wersto R.P. et al. Non-Steroidal anti-inflammatory drugs decrease E2F1 expression and inhibit cell growth in ovarian cancer cells. PloS One. 2013; 8(4): e61836.

12. Tosetti F., Ferrari N., De Flora S., Albini A. Angioprevention: angiogenesis is a common and key target for cancer chemopreventive agents. FASEB J. 2002; 16(1): 2-14.

13. Lomakin N.V., Gruzdev A.K. Cyclooxygenase inhibitors and the antiplatelet effect of acetylsalicylic acid. Selective approach to nonsteroidal anti-inflammatory agents in cardiology practice. Kardiologiya. 2011; 51(7): 47-52. (in Russian)

14. Nasir A., Boulware D., Kaiser H.E., Lancaster J.M., Coppola D., Smith P.V. et al. Cyclooxygenase-2 (COX-2) expression in human endometrial carcinoma and precursor lesions and its possible use in cancer chemoprevention and therapy. In Vivo. 2007; 21(1): 35-43.

15. Marchenko L.A., Ilina L.M. Endometriosis (modern view on etiopathogenesis and prospects drug therapy). Russkiy meditsinskiy zhurnal. 2010; 18(4): 171-5. (in Russian)

16. Matsuzaki S., Canis M., Pouly J.L., Wattiez A., Okamura K., Mage G. Cyclooxygenase-2 expression in deep endometriosis and matched eutopic endometrium. Fertil. Steril. 2004; 82(5): 1309-15.

17. Chaudhry P., Asselin E. Resistance to chemotherapy and hormone therapy in endometrial cancer. Endocr. Relat. Cancer. 2009; 16(2): 363-80.

18. Byikov I.I., Mikerova M.S., Svinareva L.V., Vyisotskaya O.V. Molecular genetic markers in the diagnosis of gastric cancer. Vestnik Rossiyskogo gosudarstvennogo meditsinskogo universiteta. 2011; Cpetsvyipusk1: 342-3. (in Russian)

19. Burlev V.A., Burlev A.V. Expression of cyclooxygenase in eutopic and ectopic endometrium in patients with peritoneal endometriosis. Problemyi reproduktsii. 2007; 13(2): 45-51. (in Russian)

20. Kogan E.A., Sidorova I.S., Nizvaeva N.V., Demura T.A., Eznova L.S., Unanyan A.L. The clinicomorphological and molecular biological characteristics of adenomyosis concurrent with endometrial adenocarcinoma. Akusherstvo i ginekologiya/Obstetrics and Gynecology. 2011; (7-2): 46-50. (in Russian)

21. Ota H., Igarashi S., Sasaki M., Tanaka T. Distribution of cyclooxygenase-2 in eutopic and ectopic endometrium in endometriosis and adenomiosis. Hum. Reprod. 2001; 16(3): 561-6.

Received 11.01.2016

Accepted 29.01.2016

About the Authors

Samodelkin Yevgeny I., MD, Professor of Pathological Physiology, Academician E.A. Wagner Perm State Medical University, Ministry of Helth of Russia. 614990, Russia, Perm, Petropavlovskaya str. 26. Tel.: +73422171031. E-mail: sei-p@mail.ru
Kosareva Polina V., MD, main researcher of Department of morphological and pathophysiological studies CSRL, Head of the course of clinical laboratory diagnostics, an assistant professor of microbiology, virology with the course of clinical laboratory diagnostics, Academician E.A. Wagner Perm State Medical University, Ministry of Helth of Russia. 614990, Russia, Perm, Petropavlovskaya str. 26. Tel.: +73422171031. E-mail: perm-bagira@narod.ru
Tryastsina Ekaterina N., obstetrician-gynecologist, The Badge of Honor Order Perm Territorial Clinical Hospital. 614990, Russia, Perm, Pushkina str. 85. Tel.: +73422393144. E-mail: prh@permonline.ru
Nesterova Larisa Yu., PhD, Senior Researcher, Institute of Ecology and Genetics of Microorganisms, Ural Branch, Russian Academy of Sciences. 614081, Russia, Perm, Goleva str. 13. Tel.: +73422122159. E-mail: larisa.nesterova@bk.ru

For citations: Samodelkin E.I., Kosareva P.V., Tryastsina E.N., Nesterova L.Yu. Role of cyclooxygenases in the pathogenesis of genital endometriosis. Akusherstvo i ginekologiya/Obstetrics and Gynecology. 2016; (7): 24-27. (in Russian)
http://dx.doi.org/10.18565/aig.2016.7.24-27
By continuing to use our site, you consent to the processing of cookies that ensure the proper functioning of the site.