Interleukin-8 gene polymorphism in women with recurrent pregnancy losses

Alegina E.V., Tetruashvili N.K., Agadzhanova A.A., Trofimov D.Yu., Donnikov A.E.

Research Center of Obstetrics, Gynecology, and Perinatology, Ministry of Health of Russia, Moscow 1174997, Ac. Oparina str. 4, Russia
Objective. To assess the role of interleukin-8 (IL-8) polymorphism in women with recurrent pregnancy losses.
Subject and methods. The distribution of the IL-8 alleles and genotypes of the polymorphic loci: -251 A>T (rs 4073) was studied in 100 women. Group 1 consisted of 30 patients with recurrent early losses (at less than 22 weeks’ gestation). Group 2 included 40 patients with multiple very early preterm labors and antenatal fetal deaths (at 22 to 28 weeks’ gestation). Group 3 comprised 30 patients with uncomplicated pregnancy and a history of at least 2 full-term births (a control group).
Results. There were significant differences in the distribution of the IL-8 genotypes and alleles: -241 A>T (rs 4073) in the group of pregnant women with late reproductive losses versus that of women with physiological pregnancy.
Conclusion. Determination of IL-8 gene polymorphisms: -251 A>T (rs 4073) when planning pregnancy will be able to identify a group at risk for late gestation losses for more careful pregravid preparation and optimization of pregnancy management tactics.

Keywords

gene polymorphisms
cytokines
interleukin-8
pregnancy
recurrent miscarriage
preterm delivery
antenatal fetal death

В условиях современного мирового развития, карьерных приоритетов имеет место тенденция к планированию беременности женщиной в более позднем репродуктивном возрасте. В связи с этим вопрос вынашивания беременности актуален и требует более углубленной предгестационной подготовки, что, безусловно, повышает вероятность успешного исхода беременности.

Согласно статистическим данным около 20% всех клинически подтвержденных беременностей прерываются до 20 недель гестации, при этом причины не всегда удается верифицировать [1]. Спорадические ранние выкидыши составляют большую часть самопроизвольных прерываний беременностей, при этом около 50,0% из них ассоциировано с анеуплоидиями. Вместе с тем, после 12 недель гестации лишь 2,0% потерь беременностей связаны с хромосомной патологией [2].

В случаях с поздними гестационными потерями, включая ранние преждевременные роды и антенатальную гибель плодов, ключевую роль играют нарушения в системе гемостаза (прежде всего мутации фактора V Лейден (FV), гена протромбина), воспалительные процессы, анатомические проблемы органов репродуктивной системы, истмико-цервикальная недостаточность.

Также изучается роль недостаточного ремоделирования спиральных артерий и нарушений инвазии трофобласта в течение I и II волн миграции в возникновении осложнений беременности, включая ранние и поздние потери [3]. Было показано, что интерлейкин (IL)-8 способен как сам стимулировать инвазию трофобласта, так и индуцировать стимуляцию этого процесса натуральными киллерными клетками [4].

Влияние на данный процесс других цитокинов также изучается. Так, роль IL-6 в процессе инфазии трофобласта до конца не ясна, так как получены противоречивые данные [5, 6].

IL-8 – один из основных провоспалительных цитокинов, синтезируемый макрофагами, эпителиальными и эндотелиальными клетками, а также клетками, содержащими Toll-like рецепторы. Повышение уровней IL-8 приводит к миграции вышеуказанных клеток в очаг поражения, где происходит стимуляция фагоцитоза. Также IL-8 известен как промотор ангиогенеза. В клетках мишенях IL-8 вызывает реакции, необходимые для фагоцитоза, такие как увеличение концентрации внутриклеточного Са2+, экзоцитоза и респираторного взрыва.

Секреция IL-8 усиливается на фоне оксидативного стресса, в результате чего клетками, привлекаемыми в очаг воспаления, синтезируются новые провоспалительные медиаторы, что делает его одним из ключевых цитокинов локализованного воспаления [7].

Прогностическая роль IL-8 была изучена при ряде онкологических заболеваний. Пациенты с высокой экспрессией IL-8 имели более неблагоприятный прогноз [8–11]. В исследованиях, посвященных акушерству, выяснено, что в 12–14 недель беременности уровни IL-6 и IL-8 в децидуальной оболочке повышаются по сравнению с уровнями в 8–10 недель [12].

В отечественной литературе есть данные о повышении уровней провоспалительных цитокинов (IL-6, IL-8, интерферон (IFN)-α, IFN-γ) на фоне снижения уровней цитокинов с противовоспалительным действием (IL-4, IL-10) у беременных с угрозой прерывания беременности в 1-м триместре [13].

В другом исследовании авторы показали 16-кратное увеличение уровня IL-8, 12-кратное увеличение IL-2 и двукратное увеличение IL-1RA в крови беременных с угрозой преждевременных родов в сроках беременности 22–28 недель. Авторы указывают на возможное прогностическое значение уровня IL-8 в исходах беременностей. Также выявлено, что на 1–3-е сутки послеродового периода у женщин с очень ранними преждевременными родами уровни IL-8 и IL-2 в сыворотке крови выросли в 25 раз, IL-6 -в 4 раза, IL-1RА-в 2 раза. Незначительно изменились IL-1β, IL-4. Значительно выросли показатели IFN-α (в 6 раз), IFN-γ (в 2,5 раза) [14].

В доступных источниках литературы мы нашли единичные исследования, посвященные изучению полиморфизма гена IL-8 при беременности. Украинские ученые выявили риск невынашивания беременности у носительниц аллеля Т IL-8 в положении -781 [15]. Также показано, что у матерей новорожденных с реализацией внутриутробной инфекции чаще выявлялось носительство аллеля Т IL-8 в промоторном участке, в положении 251 [16].

В этой связи, целью данного исследования стала оценка роли полиморфизма гена IL-8 у женщин с привычными ранними выкидышами и неоднократными очень ранними преждевременными родами и антенатальными гибелями плодов в сроках до 28 недель беременности.

Материал и методы исследования

Нами были обследованы 100 женщин. I группу составили пациентки с привычными ранними гестационными потерями (до 22 недель беременности, n=30). Во II группу вошли пациентки с очень ранними преждевременными родами и антенатальными гибелями плодов (с 22-й по 28-ю неделю беременности, n=40). Группу сравнения (III группу) составили женщины с неосложненным течением беременности и наличием не менее двух своевременных родов в анамнезе (n=30). Средний возраст обследуемых составил 36,0±3,6 года. Количество беременностей у женщин достоверно не отличалось и составило в первой группе 4,1±0,6, во второй – 4,3±0,5, в третьей – 3,1±0,5.

Критерием включения пациенток в I группу исследования стало наличие в анамнезе не менее 2 самопроизвольных последовательных потерь беременности в сроке до 22 недель, не связанных с аномалиями развития или хромосомной патологией плода. II группу составили пациентки с аналогичными критериями и 2 и более очень ранними преждевременными родами с 22-й по 28-ю неделю беременности либо антенатальной гибелью плодов в указанные сроки.

Критериями исключения из исследования были: наличие анатомических причин привычных потерь беременности (врожденные пороки развития половой системы, миома матки больших размеров или миома с центрипетальным ростом узла, значительно деформирующим полость матки, внутриматочные синехии), аномалии кариотипа родителей, наличие совместимости супругов по системе HLA II класса по 3 и более аллеям, наличие высоких титров антифосфолипидных антител, признаков тромбофилии по данным лабораторных исследований.

В работе проводилось исследование полиморфизма гена IL8: -251 A>T (rs 4073). Выделение ДНК проводили по методу Higuchi (R. Higuchi, H. Erlich, 1989) с некоторыми модификациями. Полимеразную цепную реакцию и определение температуры плавления олигонуклеотидных проб проводили с помощью детектирующего амплификатора ДТ-96 (ООО «НПО ДНК-Технология», Россия) [17, 18].

Результаты исследования и обсуждение

При исследовании частот аллелей полиморфного гена IL8:-251 A>T выявлены статистически значимые различия в группе пациенток с поздними репродуктивными потерями (табл. 1). Так, частота аллеля А в группе женщин с поздними гестационными потерями (II группа) была достоверно выше, чем в группе с физиологическим течением беременности (III группа) и составила 55,0 против 37,0% (p=0,040, OR 2,11, CI 1,07–4,17), частота аллеля Т – достоверно ниже – 45 против 63% (p=0,004, OR 0,47, CI 0,24–0,94). Следовательно, аллель A ассоциируется с риском привычных поздних гестационных потерь.

При изучении распределения генотипов полиморфного гена IL8: -251 A>T в данных группах мы получили данные, близкие к достоверным: при использовании общей модели наследования частоты генотипов А/А и А/Т были выше во II группе (27,5; 55,0%), чем в группе сравнения (16,7%, 40,0% соответственно; p=0,06).

Также был произведен расчет с помощью доминантой и рецессивной статистических моделей, в результате чего мы получили достоверные данные при использовании доминантной модели, что указывает на повышение риска невынашивания беременности поздних сроков у обладателей как гомозиготного, так и гетерозиготного полиморфизма гена IL8: -251 A>T по аллелю А, причем риск одинаков как для гомозигот, так и для гетерозигот.

При сравнении распределения частот аллелей и генотипов в группе женщин с ранними гестационными потерями и физиологическим течением беременности статистически значимых различий выявлено не было (табл. 2).

Проанализировав полученные данные, можно сделать заключение о возможном выступлении аллеля А IL8: -251 A>T в качестве фактора риска и протективном значении аллеля Т в отношении поздних гестационных потерь. Не выявлено влияния полиморфизмов гена IL8: -251 A>T на риск привычного невынашивания беременности ранних сроков.

Полученные данные можно объяснить следующими механизмами: IL-8 играет роль в процессах инвазии трофобласта в миометрий и ремоделирования спиральных артерий, последний из которых продолжается с ранних сроков гестации до 20–22 недель. Показано, что во время инвазии трофобласта концентрация макрофагов в децидуальной оболочке высока, что может играть роль в фагоцитозе и тканевом ремоделировании, а также секреции цитокинов, влияющих на инвазию экстравиллезного трофобласта [19]. Таким образом, нарушение процессов инвазии трофобласта может служить этиологическим фактором ранних гестационных потерь. В нескольких работах, проведенных у беременных с привычным выкидышем, исследовались сывороточные уровни IL-6 и IL-8, однако были получены противоречивые данные.

По данным британских ученых, уровни IL-6 и IL-8 в CD56+ и CD14+-клетках, выделенных из децидуальной оболочки, были ниже у пациенток со спорадическими выкидышами, чем при физиологически протекающей беременности в сроках беременности 7–11 недель. [20]. При изучении американскими исследователями уровней IL-8 в децидуальной оболочке в сроках 7–9 недель гестации у беременных с 2 и более выкидышами в анамнезе отмечались более высокие его уровни, чем при физиологическом течении беременности либо однократной потерей беременности. Однако не сообщается, в каких клеточных популяциях исследовался этот цитокин [21].

Установлено, что IL-8 вызывает хемотаксис и активацию нейтрофилов при бактериальных инфекциях, что способствует дальнейшей выработке цитокинов и повышению сократительной способности матки и размягчению ее шейки.

При изучении цитокинового профиля у беременных с преждевременным излитием околоплодных вод в сроках беременности 22–34 недели выявлено значительное повышение в крови уровней IL-1β, IL-6, IL-8, что свидетельствует об усилении антигенной стимуляции моноцитарно-макрофагальных, лимфоидных клеток, эндотелиоцитов, фибробластов в системе «мать-плацента-плод» и указывает на развитие синдрома системного воспалительного ответа [22].

Шведские ученые исследовали цитокиновый профиль в цервикальном секрете у пациенток с преждевременным разрывом плодных оболочек до 34 недель гестации. Показано значительное увеличение концентраций IL-6, IL-8 в цервикальной слизи у беременных с наличием интраамниальной воспалительной реакции и преждевременными родами, наступившими до 34 недель беременности [23].

В аналогичном исследовании у беременных с гестационным сроком менее 34 недель также производился забор амниотической жидкости путем амниоцентеза и цервикальной слизи. После родов проводилось исследование плодных оболочек на наличие Ureaplasma urealyticum и Mycoplasma hominis, которые были обнаружены в 8 случаях из 21, также отмечалось повышение концентраций IL-6 и IL-8 в околоплодных водах этих беременных при амниоцентезе [24].

Данные результаты можно объяснить тем, что IL-8 является хемоаттрактантом для нейтрофилов, которые мигрируют в область шейки матки, где вырабатывают матриксные металлопротеиназы-8 (нейтрофильную коллагеназу) и нейтрофильную эластазу – ферменты, участвующие в разрушении межклеточного матрикса [25].

В результате полученных данных можно сделать вывод о значимой роли ремоделирования спиральных артерий и инвазии трофобласта не только в патогенезе прерывания беременности на ранних сроках, но также и на поздних этапах беременности с 22 по 28 недели гестации. Запуск цитокинового каскада в реализации системного воспалительного ответа может стимулировать сократительную активность миометрия, а также способствовать размягчению шейки матки в более ранних гестационных сроках.

В связи с этим, при выявлении генотипов IL-8 А/А либо А/Т в положении -251 рекомендовано проведение терапии, направленной на улучшение ремоделирования спиральных артерий, а также более тщательное обследование для своевременного выявления маркеров воспалительных реакций и предотвращения реализации системного воспалительного ответа.

References

  1. Everett C. Incidence and outcome of bleeding before the 20th week of pregnancy: prospective study from general practice. Br. Med. J. 1997; 315(7099): 32-4.
  2. Regan L., Rai R. Epidemiology and the medical causes of miscarriage. Baillieres Best Pract. Res. Clin. Obstet. Gynaecol. 2000; 14(5): 839-54.
  3. Hustin J., Jauniaux E., Schaaps J.P. Histological study of the materno-embryonic interface in spontaneous abortion. Placenta. 1990; 11(6): 477-86.
  4. Hanna J., Goldman-Wohl D., Hamani Y., Avraham I., Greenfield C., Natanson-Yaron S. et al. Decidual NK cells regulate key developmental processes at the human fetal-maternal interface. Nat. Med. 2006; 12(9):1065-74.
  5. Jovanović M., Vićovac L. Interleukin-6 stimulates cell migration, invasion and integrin expression in HTR-8/SVneo cell line. Placenta. 2009; 30(4): 320-8.
  6. Champion H., Innes B.A., Robson S.C., Lash G.E., Bulmer J.N. Effects of interleukin-6 on extravillous trophoblast invasion in early human pregnancy. Mol. Hum. Reprod. 2012; 18(8): 391-400.
  7. Vlahopoulos S., Boldogh I., Casola A., Brasier A.R. Nuclear factor-kappaB-dependent induction of interleukin-8 gene expression by tumor necrosis factor alpha: evidence for an antioxidant sensitive activating pathway distinct from nuclear translocation. Blood. 1999; 94(6): 1878-89.
  8. Ahmed O.I., Adel A.M., Diab D.R., Gobran N.S. Prognostic value of serum level of interleukin-6 and interleukin-8 in metastatic breast cancer patients. Egypt. J. Immunol. 2006; 13(2): 61-8.
  9. Caruso D.J., Carmack A.J., Lokeshwar V.B., Duncan R.C., Soloway M.S., Lokeshwar B.L. Osteopontin and interleukin-8 expression is independently associated with prostate cancer recurrence. Clin. Cancer Res. 2008; 14(13): 4111-8.
  10. Kassim S.K., El-Salahy E.M., Fayed S.T., Helal S.A., Helal T., Azzam Eel-D., Khalifa A. Vascular endothelial growth factor and interleukin-8 are associated with poor prognosis in epithelial ovarian cancer patients. Clin. Biochem. 2004; 37(5): 363-9.
  11. Nastase A., Pâslaru L., Niculescu A.M., Ionescu M., Dumitraşcu T., Herlea V. et al. Prognostic and predictive potential molecular biomarkers in colon cancer. Chirurgia (Bucur.) 2011; 106(2): 177-85.
  12. De Oliveira L.G., Lash G.E., Murray-Dunning C., Bulmer J.N., Innes B.A., Searle R.F. et al. Role of interleukin 8 in uterine natural killer cell regulation of extravillous trophoblast cell invasion. Placenta. 2010; 31(7): 595-601.
  13. Chistyakova G.N., Gazieva I.A., Remizova I.I., Cherdantseva G.A. Assessment of cytokine production in pregnancy complicated by threatened miscarriage in the first trimester. Fundamentalnyie issledovaniya. 2005; 5: 96-8. (in Russian)
  14. Kravchenko E.N., Mishutina A.V. Predicting the course of pregnancy and prevention of preterm birth by identifying cytokines. Meditsina i obrazovanie v Sibiri. 2012; 6: 45-7. (in Russian)
  15. Воробйова І.І., Наквасюк Т.С., Толкач С.М., Черненко Т.С., Кучеренко А.М. Особливості поліморфізму гену інтерлейкіну – 8 (-781C/T) у вагітних жінок . Перинатология и педиатрия. 2013; 2: 22-5.
  16. Kan N.E., Lomova N.A., Donnikov A.E., Zubkov V.V., Pavlovich S.V., Dubrovina N.V., Tyutyunnik V.L., Sukhikh G.T. Role of genetic factors in the development of neonatal respiratory disorders in placental insuffi­ciency. Akusherstvo i ginekologiya/Obstetrics and gynecology. 2013; 2: 41-5. (in Russian)
  17. Kofiadi I.A., Rebrikov D.V. Methods for detection of SNPs: allele-specific PCR and hybridization with oligonucleotide probe. Genetika. 2006; 42(1): 22-32. (in Russian)
  18. Lyon E. Mutation detection using fluorescent hybridization probes and melting curve analysis. Expert Rev. Mol. Diagn. 2001; 1(1): 92-101.
  19. Renaud S.J., Macdonald-Goodfellow S.K., Graham C.H. Coordinated regulation of human trophoblast invasiveness by macrophages and interleukin 10. Biol. Reprod. 2007; 76(3): 448-54.
  20. Pitman H., Innes B.A., Robson S.C., Bulmer J.N., Lash G.E. Altered expression of interleukin-6, interleukin-8 and their receptors in decidua of women with sporadic miscarriage. Hum. Reprod. 2013; 28(8): 2075-86.
  21. Madhappan B., Kempuraj D., Christodoulou S., Tsapikidis S., Boucher W., Karagiannis V. et al. High levels of intrauterine corticotropin-releasing hormone, urocortin, tryptase, and interleukin-8 in spontaneous abortions. Endocrinology. 2003;144(6): 2285-90.
  22. Dyatlova L.I., Mihaylov A.V., Chesnokova N.P., Ponukalina E.V., Gluhova T.N. On the role of an imbalance of cytokines in the pathogenesis of premature discharge of amniotic fluid, their diagnostic and prognostic value. Fundamentalnyie issledovaniya. 2013; 5-2: 271-5. (in Russian)
  23. Holst R.M., Mattsby-Baltzer I., Wennerholm U.B., Hagberg H., Jacobsson B. Interleukin-6 and interleukin-8 in cervical fluid in a population of Swedish women in preterm labor: relationship to microbial invasion of the amniotic fluid, intra-amniotic inflammation, and preterm delivery . Acta Obstet. Gynecol. Scand. 2005; 84(6): 551-7.
  24. Jacobsson B., Mattsby-Baltzer I., Hagberg H. Interleukin-6 and interleukin-8 in cervical and amniotic fluid: relationship to microbial invasion of the chorioamniotic membranes. BJOG: Br. J. Obstet. Gynaecol. 2005; 112(6): 719-24.
  25. Romero R., Chaiworapongsa T., Gotsch F., Yeo L., Madan I., Hassan S. S. The diagnosis and management of preterm labor with intact membranes. In: Winn H.N., Chervenak F.A., Romero R., eds. Clinical maternal-fetal medicine online. 2nd ed. London: Informa Healthcare; 2012: Ch.1.

About the Authors

About the authors:
Alegina Evgeniya V., Graduate student, Department of Pregnancy Loss Prevention and Therapy, Research Center of Obstetrics, Gynecology and Perinatology,
Ministry of Health of Russia. 117997, Russia, Moscow, Ac. Oparina str. 4. Tel.: +79261789385. E-mail: alegina1@rambler.ru
Tetruashvili Nana K., Doctor of Medicine, Head of the Department of Pregnancy Loss Prevention and Therapy, Research Center of Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Ministry of Health of Russia. 117997, Russia, Moscow, Ac. Oparina str. 4. Tel.: +74954381477. E-mail: tetrauly@mail.ru
Agadjanova Anna A., Doctor of Medicine, leading researcher of the Department of Pregnancy Loss Prevention and Therapy, Research Center of Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Ministry of Health of Russia. 117997, Russia, Moscow, Ac. Oparina str. 4. Tel.: +74954381477. E-mail: tetrauly@mail.ru
Donnikov Andrey E., Ph.D. in medical sciences, leading researcher of 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.: +74954382088. E-mail: a_donnikov@oparina4.ru
Trophimov Dmitrii Y., Ph.D. in medical sciences, Head of 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.: +74954384951. E-mail: d_trofimov@oparina4.ru

Similar Articles

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