Effect of cabergoline on vascular permeability markers with the risk of ovarian hyperstimulation syndrome

Fetisova S.V., Korneeva I.E., Saroyan T.T., Krechetova L.V., Podrez L.A.

Academician V.I. Kulakov Research Center of Obstetrics, Gynecology, and Perinatology, Ministry of Health of Russia, Moscow
The ovarian hyperstimulation syndrome (OHSS) results from enhanced vascular permeability, from activated endothelial vascular growth factor (VEGF). The selective dopamine receptor type 2 agonist cabergoline inactivates VEGF receptor 2 (VEGFR2), by blocking the further functions of VEGF, and prevents higher vascular permeability.
Objective. To evaluate the effect of cabergoline on vascular permeability markers (VEGF, VEGF receptor 1 (VEGFR1), and VEGFR2 in the serum of women at risk for OHSS.
Subject and methods. One hundred and sixty-eight women included in the IVF program were examined. Group 1 included 65 women at risk for OHSS who were given, for the prevention of this condition, oral cabergoline in a daily dose of 0.5 mg on the following day after transvaginal puncture for 5 days before the embryo transfer (ET) day. Group 2 consisted of 63 similar patients who did not take the drug. According to the development of OHSS, the patients were divided into subgroups: 1a (n = 38) and 2a (n = 30) without the syndrome being developed; 1b (n = 7) and 2b (n = 15) with OHSS. Group 3 comprised 40 women who had no risk factors OHSS (a control group). ELISA was used to measure the serum levels of VEGF, VEGFR1, and VEGFR2 in 90 high-risk patients and 40 control women.
Results. On day 5 after cabergoline intake, Subgroup 1a women were found to have higher levels of soluble forms of VEGFR1 (p < 0.0007) and VEGFR2 (p < 0.0049) than the patients who did not take the drug. By the ET day, the OHSS subgroups versus the non-OHSS ones demonstrated a manifestation of the syndrome with lower VEGF1 and VEGF2 levels (p < 0.05). The administration of cabergoline could reduce the absolute risk of OHSS by 19% (95% confidence interval, 5-33%).
Conclusion. The preventive effect of the selective dopamine receptor type 2 agonist cabergoline in the women at risk for OHSS shows itself as an increase in the serum levels of soluble VEGF1 and VEGF2 forms, which favors the optimal balance between these indicators and the maintenance of the physiological mechanism for vascular permeability.

Keywords

ovarian hyperstimulation syndrome
selective dopamine receptor type 2 agonists
cabergoline
mechanism of vascular permeability
endothelial vascular growth factor
endothelial vascular growth factor receptor 1
endothelial vascular growth factor receptor 2

Синдром гиперстимуляции яичников (СГЯ) является наиболее грозным осложнением программ вспомогательных репродуктивных технологий, почти 2% клинически значимых форм ятрогенного синдрома требуют госпитализации ввиду усугубления степени тяжести синдрома и риска развития фатальных последствий [1]. На современном этапе большинство исследователей признают, что главной причиной развития синдрома является повышение сосудистой проницаемости [2]. Этот феномен формируется на фоне экзогенного введения гонадотропинов как ответ гранулезо-лютеиновых клеток в течение первых 48 ч после введения овуляторной дозы человеческого хорионического гонадотропина, в результате чего происходит увеличение экспрессии мРНК сосудистого эндотелиального фактора роста (СЭФР) и повышение его концентрации [3].

Свои функции СЭФР осуществляет через два основных тирозинкиназных рецептора на клетках эндотелия: первый тип рецептора СЭФРР1(Flt-1, VEGF-R1) и второй – СЭФРР2 (KDR, VEGF-R2) [4].

KDR является основным рецептором, через который осуществляется реализация основных функций СЭФР, связанных с ростом, проницаемостью сосудов, выживаемостью клеток, в том числе с ангиогенезом в период эмбрионального развития [5].

Механизм формирования сосудистой проницаемости образуется за счет транспорта макромолекул из кровеносного русла в ткани через трансмембранные каналы эндотелиальных клеток. После связывания СЭФР с его рецептором второго типа нарушается организация межклеточных контактов, образованных сосудистыми кадгеринами или (VE)-кадгеринами соседних клеток, что приводит к повышению сосудистой проницаемости [6]. Рецептор Flt-1 предположительно играет роль блокатора при связывании СЭФР и KDR, тем самым регулирует его биологическую активность. СЭФР является одним из самых сильных индукторов сосудистой проницаемости.

В настоящее время вопросы профилактики СГЯ продолжают изучаться и напрямую связаны с поиском лекарственных препаратов, воздействующих на уменьшение сосудистой проницаемости. Агонисты D2-допаминовых рецепторов обладают таким свойством. Впервые в 2001 г. была отмечена способность каберголина снижать вероятность развития СГЯ у пациенток высокого риска этого осложнения [7]. Однако анализ данных литературы, касающихся профилактических возможностей каберголина, не демонстрирует четких представлений о системном действии препарата на патофизиологические механизмы СГЯ.

Целью настоящего исследования стала оценка влияния каберголина на маркеры сосудистой проницаемости (СЭФР, СЭФРР1, СЭФРР2) в сыворотке крови у женщин с высоким риском развития СГЯ.

Материал и методы исследования

Комплексное клинико-лабораторное обследование было проведено 168 женщинам, находящимся на лечении в программе ЭКО. В 1-ю группу вошли 65 женщин с риском развития СГЯ, которым в качестве профилактики развития синдрома был назначен каберголин в дозе 0,5 мг в сутки перорально со следующего дня после трансвагинальной пункции (ТВП) в течение 5 дней – до дня переноса эмбрионов (ПЭ). Курсовая доза каберголина составила 2,5 мг. 2-ю группу составили 63 аналогичные женщины, не принимавшие препарат. В ходе исследования женщины первых двух групп были разделены на подгруппы в зависимости от развития СГЯ: 1а и 2а – 38 и 30 пациенток соответственно без развития синдрома, 1б и 2б – 7 и 15 пациенток соответственно с развившимся СГЯ. В 3-ю группу (контрольную) вошли 40 женщин без факторов риска развития СГЯ и без проведения каких-либо профилактических мероприятий. Критериями включения в исследование были: возраст менее 38 лет, регулярный ритм менструаций (21–35 дней), индекс массы тела от 18 до 29, не более 2 безуспешных попыток ЭКО в анамнезе, более 15 ооцитов, полученных при ТВП яичников после завершения гонадотропной стимуляции, информированное согласие на участие в исследовании.

Для стимуляции функции яичников всем обследуемым 168 пациенткам был проведен стандартный протокол с антагонистами гонадотропин-рилизинг гормона и рекомбинантным ФСГ.

Уровень маркеров в сыворотке крови был определен в дни ТВП и ПЭ методом иммуноферментного анализа (ELISA) с использованием наборов фирмы R&D systems, США (СЭФР, СЭФРР2), Bender Medsistem, Австрия (СЭФРР1) у 45 из 65 женщин 1-й группы (38 пациенткам в 1а подгруппе, 7 – в 1б подгруппе) и у 45 из 63 женщин 2-й группы (у 30 обследуемых в 2а подгруппе и 15 – в 2б подгруппе), а также у всех 40 женщин 3-й (контрольной) группы.

Результаты исследования обрабатывали с помощью стандартного пакета статистических программ «Statistica for Windows» v. 7.0, StatSoft Inc. (США).

Результаты и обсуждение

Анализ анамнестических данных показал, что возраст пациенток составил 31,1±3,2 года в 1-й группе, 31,8±3,1 года во 2-й и 32,3±3,1 года в 3-й группе. Пациентки всех групп не отличались по соматическому и акушерско-гинекологическому анамнезу.

Ведущими причинами нарушения репродуктивной функции были: трубно-перитонеальный и сочетанные факторы бесплодия, частота которых в 1-й группе составила 41,5 и 26,5%, во 2-й группе – 36,5 и 25,3% соответственно. У женщин 3-й контрольной группы частота трубно-перитонеального бесплодия составила 42,5%, сочетанных форм – 25%.

Курсовые дозы гонадотропинов у пациенток в 1-й группе составили 1882,5±59,1 МЕ, во 2-й группе – 1916,1±54,5 МЕ, в 3-й группе – 2289,5±57,50 МЕ (р<0,0001 по сравнению с группами риска развития СГЯ). Среднее количество полученных ооцитов: 18,5±1,5 в 1-й группе, 18,7±1,4 – во 2-й группе, 7,3±0,9 – в 3-й (р<0,001).

На первом этапе работы были оценены особенности маркеров сосудистой проницаемости в сыворотке крови у женщин без развития СГЯ в день ТВП (табл. 1).

Согласно данным табл. 1, к моменту забора ооцитов у женщин 1а и 2а подгрупп были выявлены достоверно высокие значения СЭФР, а также СЭФРР1 и СЭФРР2 по сравнению с аналогичными показателями женщин 3-й группы. Таким образом, активация вышеперечисленных маркеров в сыворотке крови у пациенток высокого риска развития СГЯ в день ТВП демонстрировала возможный запуск сосудистой проницаемости.

С целью оценки влияния каберголина на динамику вышеописанных показателей далее был рассмотрен уровень маркеров ангиогенеза у пациенток этих подгрупп к моменту ПЭ (5-м суткам культивирования эмбрионов) (табл. 2).

Данные табл. 2 демонстрируют активацию маркеров сосудистой проницаемости ко дню ПЭ, что характеризовалось высокими значениями СЭФР, СЭФРР1 и СЭФРР2 в сыворотке крови у женщин 1а и 2а подгрупп, независимо от приема каберголина, по отношению к значениям пациенток без факторов риска развития СГЯ. Риск развития СГЯ характеризовался высоким значением СЭФР>500 пг/мл и тенденцией к снижению свободных уровней СЭФРР1 и СЭФРР2 в сыворотке крови к дню ПЭ. Оценка внутригрупповых показателей в динамике после приема каберголина у женщин 1а подгруппы показала, что уровень СЭФР имел тенденцию к снижению по сравнению с аналогичным показателем женщин 2а подгруппы. Отличительной особенностью в день ПЭ у женщин, принимавших каберголин, было статистически значимое увеличение уровня СЭФРР1 (р=0,0007) и СЭФРР2 (р=0,0049). У женщин 2а подгруппы уровень СЭФР несколько увеличивался ко дню ПЭ при практически неизмененных высоких значениях СЭФРР1 и СЭФРР2.

У пациенток 3-й (контрольной) группы уровень СЭФР и СЭФРР1 незначительно увеличивался к дню ПЭ, в то время как показатель СЭФРР2 достоверно повышался (р=0,0165). Таким образом, анализ динамики маркеров сосудистой проницаемости в сыворотке крови на фоне профилактики каберголином демонстрирует, что действие препарата, вероятно, реализуется на системном уровне за счет повышения свободного уровня СЭФРР1, СЭФРР2 в сыворотке крови.

При оценке клинической эффективности каберголина признаки СГЯ были выявлены у 7 (10,7%) (1б подгруппа) из 65 женщин 1-й группы и у 19 (30,1%) (2б подгруппа) из 63 пациенток 2-й группы (p=0,0315). В структуре развившегося СГЯ у 17 женщин отмечена средняя степень тяжести, у 9 – тяжелая. Особый интерес представляла сравнительная характеристика маркеров сосудистой проницаемости у пациенток с развитием СГЯ (табл. 3).

Данные табл. 3 показывают, что манифестация СГЯ сопровождалась более высоким значением одного из главных предикторов развития синдрома – СЭФР, как в день ТВП, так и в день ПЭ (р<0,05) по отношению к аналогичному показателю пациенток без признаков синдрома. Кроме того, у женщин с симптомами СГЯ отмечен более низкий уровень СЭФРР1 в дни ТВП и ПЭ по отношению к значениям пациенток без развития синдрома (р<0,001). Манифестация СГЯ происходила на фоне высокого уровня СЭФРР2 в день ТВП и его снижения ко дню ПЭ, в то время как у женщин без СГЯ, принимавших каберголин, отмечена обратная динамика. Так СГЯ развивался при уровне СЭФР>800 пг/мл, СЭФР1<70 пг/мл и отрицательной динамики СЭФР2 к дню ПЭ.

Результаты проведенного исследования показали, что профилактическое назначение каберголина позволило уменьшить общее количество случаев СГЯ в 3,6 раза. Снижение абсолютного риска (САР или ARR) развития ранней формы СГЯ средней степени тяжести на фоне приема каберголина составило 14% (95% ДИ 3–27%), для поздних и тяжелых форм – 5% (95% ДИ 5–16%).

Обсуждая результаты настоящего исследования, касающиеся особенностей динамики маркеров сосудистой проницаемости у обследуемой когорты женщин, мы обратились к данным более ранних работ, посвященных взаимосвязи концентрации маркеров ангиогенеза в сыворотке крови и развития СГЯ.

E. Pau в 2006 г. [8] и D. Petrovski в 2012 г. [9] представили данные о роли рецепторов СЭФР в сыворотке крови в манифестации синдрома. Авторы исследовали роль повышения уровня СЭФРР1 в развитии ранних форм СГЯ и отметили, что у женщин, имеющих высокий уровень этого показателя, синдром не манифестирует [8]. В то же время в клиническом наблюдении D. Petrovski был проведен анализ низких значений уровня СЭФРР2, который характерен для пациенток с тяжелой формой СГЯ, что косвенно демонстрировало высокую степень связывания СЭФР и рецептора второго типа на клеточном уровне [9].

Принимая во внимание результаты настоящего исследования, можно предположить, что пациентки с риском развития СГЯ без медикаментозной блокады каберголином имеют более низкую концентрацию растворимых форм рецепторов СЭФР как первого, так и второго типов в сыворотке крови, что характеризует их высокую степень связывания с СЭФР на клеточном уровне и готовность к повышению сосудистой проницаемости, а следовательно, и манифестации синдрома.

Таким образом, можно предположить, что назначение каберголина при риске развития СГЯ на системном уровне приводит к повышению уровня растворимых форм рецепторов СЭФР в сыворотке крови, связывающих СЭФР. Это объясняет снижение его биологической активности и торможение патофизиологических реакций в виде снижения сосудистой проницаемости у данного контингента больных. В этом контексте растворимые формы рецепторов как первого, так и второго типов могут выступать как модуляторы активности СЭФР. Этот механизм каберголина способен оптимизировать процесс сосудистой проницаемости при риске развития СГЯ и таким образом воздействовать на основное звено в запуске каскада патофизиологических реакций. Следовательно, назначение каберголина способствует поддержанию оптимального баланса между растворимыми формами рецепторов СЭФР первого и второго типов, регуляции биологической активности СЭФР и сохранению физиологического механизма сосудистой проницаемости. Наибольший превентивный эффект каберголина в группах высокого риска развития СГЯ отмечен для уменьшения вероятности развития ранних форм средней степени тяжести синдрома.

References

  1. Delvigne A., Rozenberg S. Epidemiology and prevention of ovarian hyperstimulation syndrome (ohss): a review. Hum. Reprod. Update. 2002; 8: 559–77.
  2. Soares S.R. Etiology of OHSS and use of dopamine agonists. Fertil. Steril. 2012; 97(3): 517–22.
  3. Gómez R., Simón C., Remohí J., Pellicer A. Administration of moderate and high doses of gonadotrophins to female rats increases ovarian vascular endothelial growth factor (VEGF) and VEGF receptor-2 expression that is associated to vascular hyperpermeability. Biol. Reprod. 2003; 68: 2164–71.
  4. Ferrara N., Kerbel R.S. Angiogenesis as a therapeutic target. Nature. 2005; 438: 967–74.
  5. Gille H., Kowalski J., Li B., Le Couter J., Moffat B., Zioncheck T.F. et al. Analysis of biological effects and signaling properties of Flt-1 (VEGFR-1) and KDR (VEGFR-2). A reassessment using novel receptor-specific vascular endothelial growth factor mutants. J. Biol. Chem. 2001; 276(5): 3222–30.
  6. Soares S.R., Gomez R., Simon С. Targeting the vascular endothelial growth factor system to prevent ovarian hyperstimulation syndrome. Hum. Reprod. Update. 2008; 14(4): 321–33.
  7. Papaleo E., Doldi N., De Santis L., Marelli G., Marsiglio E., Rofena S., Ferrari A. Cabergoline influences ovarian stimulation in hyperprolactinaemic patients with polycystic ovary syndrome. Hum. Reprod. 2001; 16(11): 2263–6.
  8. Pau E. Plasma levels of soluble vascular endothelial growth factor receptor-1 may determine the onset of early and late ovarian hyperstimulation syndrome. Hum. Reprod. 2006; 21(6): 1453–60.
  9. Pietrowski D. Ovarian hyperstimulation syndrome is correlated with a reduction of soluble VEGF receptor protein level and a higher amount of VEGF-A. Hum. Reprod. 2012; 27(1): 196–9.

 

About the Authors

Korneeva Irina E., MD, leading researcher, doctor of the highest category, 1st gynecological department, Academician V.I. Kulakov Research Center of Obstetrics, Gynecology, and Perinatology, Ministry of Health of Russia. 117997, Russia, Moscow, Oparina str. 4. Tel.: +74954382622. E-mail: irina.korneeva@inbox.ru
Saroyan Tatevik T., PhD, researcher at the 1st gynecological department, Academician V.I. Kulakov Research Center of Obstetrics, Gynecology, and Perinatology, Ministry of Health of Russia. 117997, Russia, Moscow, Oparina str. 4. Tel.: +74954382622. E-mail: tata-1976@mail.ru
Fetisova Svetlana V., postgraduate student at the 1st gynecological department, Academician V.I. Kulakov Research Center of Obstetrics, Gynecology, and Perinatology, Ministry of Health of Russia. 117997, Russia, Moscow, Oparina str. 4. Tel.: +79161000808. E-mail: svfetisova@mail.ru
Krechetova Lubov V., PhD, head of the Laboratory of Clinical Immunology, Academician V.I. Kulakov Research Center of Obstetrics, Gynecology, and Perinatology, Ministry of Health of Russia. 117997, Russia, Moscow, Oparina str. 4. Tel.: +74954381183
Podrez Ludmila A., doctor, laboratory of clinical immunology, Academician V.I. Kulakov Research Center of Obstetrics, Gynecology, and Perinatology, Ministry of Health of Russia. 117997, Russia, Moscow, Oparina str. 4. Tel.: +74954381183. E-mail: mylude@rambler.ru

Similar Articles

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