Serum levels of immunoregulatory proteins in pregnant women after in vitro fertilization

Markina L.A., Zorina V.N., Gusyatina G.N., Renge L.V., Zorina R.M., Bazhenova L.G., Zorin N.A.

Novokuznetsk State Institute for Postgraduate Training of Physicians, Ministry of Health of Russia; City Clinical Hospital One, Novokuznetsk; Area Perinatal Center, Novokuznetsk
Objective. To study the serum concentrations of pregnancy-associated α2-glycoprotein (α2PAG), α2-macroglobulin (α2MG), trophoblast-specific β1-globulin (Tβ1G), and lactoferrin (LF) in women with in vitro fertilization (IVF) pregnancy versus those with physiological pregnancy during the early stages of gestation and before delivery.
Subject and methods. The investigators determined the serum concentrations of α2PAG and α2MG (by quantitative rocket immunoelectrophoresis), LF and Tβ1G (by enzyme immunoassay) in 37 women undergoing IVF (20 women before superovulation and on 15 days after embryo transfer and 17 women prior to delivery) and in 65 physiologically pregnant women (15 women who were 3-5 weeks pregnant and 50 full-term pregnant women before labor).
Results. The patients entering the IVF programs were observed to have decreased α2PAG levels than healthy women and lower serum concentrations of Tβ1G and higher levels of α2PAG were found in early induced pregnancy than in physiological one. However, the concentrations of the above proteins in full-term pregnancy did not differ in the IVF and control groups.
Conclusion. The found differences in study results in the patients undergoing IVF (those before entering the program and those at 3-5 weeks pregnancy), healthy nonpregnant women, and physiologically pregnant women are suggestive of residual manifestations of inflammatory processes and syncytiotrophoblast functional incompetence in early IVF pregnancy. However, when the program outcome is positive, these changes are completely compensated by labor.

Keywords

in vitro fertilization
assisted reproductive technologies
physiological pregnancy
pregnancy-associated α2-glycoprotein
α2-macroglobulin
lactoferrin

Современные подходы к диагностике и лечению бесплодия основаны на достижениях фундаментальных наук в области изучения молекулярно-генетических процессов, лежащих в основе реализации процесса репродукции у человека [1]. Разработка и внедрение в клиническую практику вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ) стали важнейшим и принципиально новым этапом в лечении бесплодия [2]. Для повышения результативности программ ВРТ необходимо дальнейшее изучение молекулярных механизмов оплодотворения in vitro и развития беременности на раннем сроке гестации. В последнее время все большее внимание уделяется изучению роли универсальных иммунорегуляторных белков в механизмах оплодотворения и вынашивания. К ним относятся белки семейства макроглобулинов: α2-макроглобулин (МГ), ассоциированный с беременностью α2-гликопротеин, или «белок беременности» (АБГ), и ассоциированный с беременностью протеин А (PAPP-A). α2-МГ – основной представитель данного семейства, неспецифический ингибитор протеиназ, модулятор синтеза цитокинов, а также белок, осуществляющий и регулирующий транспорт цитокинов, гормонов и липидов к клеткам, участвующий в процессинге и презентации антигенов, влияющий на антителогенез, контролирующий деление и апоптоз клеток [3–5]. Содержание в крови резервных белков АБГ и РАРР-А, участвующих в механизмах оплодотворения и пролонгирования беременности, возрастает пропорционально сроку беременности [3, 5–7]. В последнее время к числу иммунорегуляторных белков, участвующих в механизмах оплодотворения, относят и лактоферрин (ЛФ), локально синтезируемый эпителиальными клетками и нейтрофилами. Помимо антибактериальных и антиоксидантных свойств, а также иммуномодулирующего воздействия на синтез цитокинов [8, 9], ЛФ постакросомального региона сперматозоидов дозозависимо ингибирует взаимодействие гамет [10], предположительно в целях предотвращения полиспермии. Являясь также острофазовым реактантом, ЛФ может быть использован в качестве «маркера готовности» к проведению ВРТ у пациенток с трубно-перитонеальным фактором бесплодия [11].

Однако исследований по изменению содержания данных белков в сыворотке крови у пациенток с индуцированными программами ЭКО беременностями в сравнении с физиологически наступившей беременностью не только на ранних сроках, но и перед родами до сих пор не проводилось, что и стало целью данного исследования.

Материалы и методы исследования

В исследование включены 20 участниц результативных программ ЭКО с трубно-перитонеальным фактором бесплодия воспалительного генеза в возрасте 30,6±0,5 лет. Обследование женщин проводилось в динамике: до начала программы ЭКО и на 15-й день после переноса эмбриона в полость матки. Индуцированные беременности в 73,6% закончились срочными и в 26,4% – преждевременными родами.

Кроме того, в исследование были включены 17 женщин в возрасте 31,7±1,1 года, с одноплодными беременностями после ЭКО, обследованных перед плановым родоразрешением, в сроках 36–40 недель. Роды закончились рождением здоровых детей с оценкой по шкале Апгар 8–9 баллов.

Группы сравнения были представлены 15 беременными в возрасте 20,3±0,6 года на ранних сроках гестации (3–5 недель), у которых беременность наступила в естественных циклах, а также 50 женщинами сопоставимого возраста (23,5±1,8 года) с доношенной беременностью, роды которых закончились рождением здоровых детей.

В контрольную группу вошли 30 здоровых небеременных женщин в возрасте 23,6±1,3 года.

Для определения содержания α2-МГ и АБГ в крови беременных использовался метод количественного ракетного иммуноэлектрофореза и моноспецифические антисыворотки против данных белков [12].

Уровень ЛФ и трофобластического β1-глобулина (ТБГ) определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа при помощи тест-систем ЗАО «Вектор-Бест».

Для статистической обработки полученных данных применяли программу для биостатистики InStat 2.0 (Graph Pad, США). Статистически достоверными считали различия между группами р<0,05.

Результаты исследования

Сывороточные концентрации иммунорегуляторных АБГ и ЛФ, а также синтезируемого синцитиотрофобластом ТБГ в группе женщин с индуцированной беременностью (ЭКО) до вступления в программу, а также на ранних сроках гестации существенно отличались от показателей при физиологически наступившей беременности.

Перед вступлением в программу ЭКО сывороточное содержание α2-МГ было снижено (в среднем на 13%) по сравнению со здоровыми небеременными женщинами (таблица). Уровень АБГ достоверно не отличался от контрольных показателей. Концентрация ЛФ также была ниже, чем в контрольной группе.

На ранних сроках гестации (15-й день после переноса эмбриона) наблюдалось достоверное увеличение концентрации всех изученных показателей. При этом содержание АБГ и ЛФ в крови женщин с индуцированной беременностью превышало уровень данных белков при физиологической беременности в сопоставимых сроках, а концентрация ТБГ, напротив, была снижены в среднем в 5 раз. Уровень α2-МГ в крови на ранних этапах гестации был сопоставим и не зависел от способа наступления беременности.

Совершенно иные сравнительные данные были получены при доношенной беременности. Сывороточный уровень АБГ, ЛФ и ТБГ значимо возрастал к концу беременности в сравнении с его показателями на ранних сроках гестации (3–5 недель) как при физиологически наступившей, так и при индуцированной беременности. Однако при доношенной беременности в сроке 38–40 недель нами не обнаружено никаких достоверных различий между группой женщин, участвовавших в программах ЭКО, и здоровыми беременными (таблица).

Таким образом, выявляемый при вступлении в программу ЭКО сниженный уровень α2-МГ, а также различия в концентрации ТБГ и АБГ на ранних сроках гестации при индуцированной беременности по сравнению с физиологически наступившей полностью компенсируются к родам. Повышение уровня иммунорегуляторных α2-МГ, АБГ, ЛФ при индуцированной беременности на поздних сроках соответствует его изменениям при физиологической беременности.

Обсуждение

Как показало проведенное исследование, при трубно-перитонеальном бесплодии воспалительного генеза достаточно часто наблюдаются остаточные явления хронического воспаления, не проявляющегося клинически, но обнаруживаемого на молекулярном уровне, о чем свидетельствует снижение сывороточных концентраций α2-МГ (не только иммуномодулятора, но и позднего негативного маркера воспаления [3]) до вступления в программу ЭКО. Кроме того, сниженный уровень ЛФ, являющегося не только ранним позитивным реактантом воспаления, но и основным фактором защиты слизистых от бактериальной и вирусной инвазии [9], позволяет предположить врожденный либо функциональный дефект его синтеза, являющийся одной из причин бесплодия трубного генеза вследствие тяжело перенесенной инфекции.

После стимуляции суперовуляции и переноса эмбриона значительно повышается уровень всех изученных показателей. При этом физиологическая беременность в сопоставимых сроках гестации характеризуется лишь недостоверной тенденцией к повышению содержания АБГ. Отчасти выявляемые различия в содержании α2-МГ и АБГ между этими группами можно объяснить влиянием стимуляции суперовуляции, поскольку синтез данных белков гормонозависим [5]. Кроме того, повышение уровня α2-МГ может объясняться купированием остаточных явлений воспаления на фоне метаболических изменений, происходящих при подготовке к ЭКО. Однако повышенное на ранних этапах индуцированной беременности содержание в крови женщин АБГ (основного белка беременности), сопровождаемое сниженной концентрацией ТБГ (показателя состоятельности фетоплацентарной системы), в сравнении с физиологической беременностью в сопоставимых сроках, может также свидетельствовать о том, что формирующаяся фетоплацентарная система плода в дебюте индуцированной беременности, особенно на фоне остаточных проявлений воспаления, в целом не состоятельна, и повышение уровня АБГ, способного стимулировать пролиферацию, является компенсаторной реакцией организма матери, позволяющей сохранить плод.

Повышение концентрации ЛФ в сыворотке крови женщин с индуцированной беременностью, определяемое на 15-й день после переноса эмбриона, в сравнении с его уровнем в сыворотке крови женщин с физиологически наступившей беременностью такого же гестационного срока, также может иметь несколько объяснений. С одной стороны, выполнение процедур ВРТ (забор ооцитов, перенос эмбрионов) способно вызвать локальную воспалительную реакцию, при отсутствии системной воспалительной реакции (на что указывает повышение сывороточного уровня α2-МГ). В этой связи гиперсинтез ЛФ, относимого рядом авторов к белкам беременности [13], вследствие активного участия в ее развитии может носить компенсаторный характер, направленный на сохранение плода.

Так или иначе, развитие беременности, как физиологически наступившей, так и индуцированной, приводит к закономерному увеличению содержания в крови активно участвующих в развитии плода АБГ, ЛФ и ТБГ. Уровень α2-МГ более консервативен и не демонстрирует значимых изменений в общей циркуляции. Однако самым важным, на наш взгляд, результатом был установленный факт нормализации сывороточного содержания изученных белков к доношенному сроку индуцированной беременности. Несмотря на ряд неблагоприятных изменений в уровне иммунорегуляторных белков сыворотки крови при бесплодии трубного генеза, и на значительные отличия их показателей при спонтанной и индуцированной беременности на ранних сроках гестации, дальнейшее неосложненное течение индуцированной беременности сопровождалось нормализацией показателей данных белков и ТБГ к моменту родоразрешения в соответствии с их уровнем при физиологически наступившей беременности.

Таким образом, решающими факторами, позволяющими выносить и родить здорового ребенка при индуцированной беременности, являются механизмы нормализации обменных и синтетических процессов, изменения в которых наблюдаются в начале программ ВРТ. В их числе – синтез иммунорегуляторных белков, участвующих как в развитии беременности, так и регулирующих воспалительные процессы, а также ТБГ.

Выводы

  1. Перед вступлением в программу ЭКО у женщин с бесплодием трубного генеза отмечается сниженный сывороточный уровень иммунорегуляторных белков α2-МГ и ЛФ.
  2. В раннем гестационном периоде индуцированной беременности (ЭКО) наблюдаются выраженные отличия в показателях иммунорегуляторных белков: АБГ, α2-МГ и ЛФ, а также ТБГ, по сравнению с физиологически наступившей беременностью. Эти различия могут быть обусловлены как наличием остаточных явлений воспаления у женщин с трубно-перитонеальной формой бесплодия, так и активацией компенсаторных процессов, направленных на сохранение плода.
  3. Перед родами сывороточный уровень изученных иммунорегуляторных белков и ТБГ у беременных с индуцированной беременностью (ЭКО) не отличается от показателей женщин с физиологически наступившей беременностью, что свидетельствует о развитии компенсаторных механизмов, позволяющих выносить и родить здоровых детей в группе женщин с положительным исходом программ ЭКО.

References

  1. Suhih G.T., Adamjan L.V. Reproduktivnoe zdorov'e sem'i. V kn.: Materialy 2-go Mezhdunarodnogo kongressa po reproduktivnoj medicine «Reproduktivnoe zdorov'e sem'i». M.; 2008: 5–10.
  2. Podzolkova N.M., Anshina M.B., Koloda Ju.A. Vspomogatel'nye reproduktivnye tehnologii. V kn.: Podzolkova N.M., Kuznecova I.V., Glazkova O.L. Klinicheskaja ginekologija. M.: MIA; 2009: 224–56
  3. Zorin N.A., Zorina V.N. Signal'naja sistema makroglobulinov. Obzor literatury. Biomedicinskaja himija. 2012; 4: 400–10
  4. Birkenmeier G. Targeting the proteinase inhibitor and immune modulatory function of human alpha 2-macroglobulin. Mod. AsP. Immunobiol. 2001; 3: 32–6.
  5. Zorin N.A., Levchenko V.G., Zorina R.M., Zorina V.N. Rol' makroglobulinov v reproduktivnoj funkcii (Obzor literatury). Akusherstvo i ginekologija. 2005; 4: 7–9.
  6. Gonzalès J., Lesourd S., Van Dreden P., Richard P., Lefèbvre G., Vauthier Brouzes D. Protein composition of follicular fluid and oocyte cleavage occurrence in in vitro fertilization (IVF). J. Assist. Reprod. Genet. 1992; 9(3): 211–6.
  7. Sinosich M.J., Ferrier A., Saunders D.M. Monitoring of postimplantation embryo viability following successful in vitro fertilization and embryo transfer by measurement of placental proteins. Fertil. Steril. 1985; 44(1): 70–4.
  8. Vogel H.J., Schibli D.J., Jing W., Lohmeier-Vogel E.M., Epand R.F., Epand R.M. Towards a structure-function analysis of bovine lactoferricin and related tryptophan- and arginine-containing peptides. Biochem. Cell Biol. 2002; 80(1): 49–63.
  9. Legrand D., Elass E., Carpenter M., Mazurer J. Lactoferrin: a modulator of immune and inflammatory responses. Cell. Mol. Life Sci. 2005; 62: 2549–59.
  10. Zumoffen C.M., Gil R., Caille A.M., Morente C., Munuce M.J., Ghersevich S.A. A protein isolated from human oviductal tissue in vitro secretion, identified as human lactoferrin, interacts with spermatozoa and oocytes and modulates gamete interaction. Hum. Reprod. 2013; 28(5): 1297–308.
  11. Markina L.A., Zorina V.N., Shramko S.V., Zorina R.M., Arhipova S.V., Bazhenova L.G. Soderzhanie reaktantov vospalenija v syvorotke krovi zhenshhin pri vospalitel'nyh zabolevanijah pridatkov matki i uchastvujushhih v programme jekstrakorporal'nogo oplodotvorenija. Klinicheskaja laboratornaja diagnostika. 2008; 2: 15–7.
  12. Zorin N.A. Vysokochuvstvitel'nye varianty kolichestvennogo immunojelektroforeza. Laboratornoe delo. 1983; 10: 40–3.
  13. Ward P.P., Paz E., Conneely O.M. Multifunctional roles of lactoferrin: a critical overview. Cell. Mol. Life Sci. 2005; 62: 2540–8.

 

About the Authors

Markina Lubov Alexeevna, Candidate of Medical Science (PhD), Deputy director by obstetrics and gynecology in Municipal budgetary prevention and treatment institution City clinical hospital №1. 654057, Russia, Novokuznetsk, Bardina str. 28. Tel.: +73843796425. E-mail: markina_la@mail.ru
Zorina Veronika Nikolayevna, Doctor of biological science, Senior research fellow of Scientific Laboratory of Immunology in Novokuznetsk State Institute of Postgraduate Medicine. 654005, Russia, Novokuznetsk, Stroiteley ave. 5. Tel.: +73843458418. E-mail: macroglobulin@yandex.ru
Gusiatina Galina Nikolayevna, Candidate of Medical Science (PhD), Head of department of obstetrics and gynecology in Municipal budgetary prevention and treatment institution Regional Perinatal Centre. 654000, Russia, Novokuznetsk, Sechenova str., 26. Tel.: +73843700703, +73843700944. E-mail: perinatal_nk@mail.ru
Renge Lyudmila Vladimirovna, Candidate of Medical Science (PhD), Deputy director by obstetrics and gynecology in Municipal budgetary prevention and treatment institution Regional Perinatal Centre. 654000, Russia, Novokuznetsk, Sechenova str., 26. Tel.: +73843700703, +73843700944. E-mail: perinatal_nk@mail.ru
Zorina Raisa Michaylovna, Doctor of Biological Science, Leading research fellow in Scientific Laboratory of Immunology in Novokuznetsk State Institute of Postgraduate Medicine. 654005, Russia, Novokuznetsk, Stroiteley ave. 5. Tel.: +73843458418. E-mail: macroglobulin@yandex.ru
Bazhenova Lyudmila Grigoryevna, Professor, Doctor of Medicine, head of Department of obstetrics and gynecology of Municipal Educational Institution of Advanced Professional Education of Novokuznetsk State Institute of Upgrading Doctors’ Qualification, Ministry of Health Protection of RF. 654005, Russia, Novokuznetsk, Stroiteley str. 5. Tel.: +73843796847. E-mail: L_Bagenova@mail.ru
Zorin Nikolay Alexeevich, Doctor of Biological Science, Professor, Head of Scientific Laboratory of Immunology in Novokuznetsk State Institute of Postgraduate Medicine. 654005, Russia, Novokuznetsk, Stroiteley ave. 5. Tel.: +73843458418. E-mail: macroglobulin@yandex.ru

Similar Articles

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