КЛЕТОЧНО-МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В ЭНДОМЕТРИИ. РОЛЬ В ГЕНЕЗЕ ПОТЕРЬ БЕРЕМЕННОСТИ.

Многочисленные исследования в области невынашивания беременности, применение современных методов обследования супружеских пар с этой патологией, к сожалению, оставляют невыясненным его генез почти у половины обследованных.

В последнее десятилетие, благодаря успехам молекулярной биологии, большое внимание отечественных и зарубежных исследователей уделяется изучению клеточно-молекулярных взаимодействий, происходящих в тканях эндометрия и плаценты, начиная с этапа инвазии бластоцисты и до момента развития родовой деятельности. Имплантация и последующее формирование плаценты ключевые процессы, определяющие дальнейшее протекание беременности и ее исход.

Регуляция этих процессов – результат сложных молекулярных взаимодействий более 500 известных в настоящее время факторов, к которым относятся факторы роста, цитокины, хемокины, ферменты, интегрины, гормоны.

Эти вещества опосредуют в маточно-плацентарном комплексе такие процессы клеточного взаимодействия, как адгезия, инвазия, миграция, пролиферация и дифференцировка клеток.

Изучение молекулярных процессов нормальной и патологически протекающей беременности открывает

новые аспекты в понимании патогенеза осложнений беременности, в частности механизмов невынашивания, и расширяет возможности терапии и профилактики этих состояний.

Эндометрий представляет сложную многокомпонентную систему. В его состав входят покровный и железистый эпителий, строма, представленная фибробластами, сосудами, внеклеточным матриксом, нервными клетками.

Таким образом, клеточный состав эндометрия – это железистый и покровный эпителий, фибробласты, эндотелиальные и нервные клетки. Кроме того, в строме представлены клетки, мигрирующие из сосудов. Это преимущественно лейкоциты, составляющие в секреторной фазе 20% клеточного представительства стромы, а в ранней беременности 30% всего клеточного пула стромы. А также эритроциты, эозинофилы, нейтрофилы, плазматические клетки, макрофаги, т. е. все представители белой и красной крови.

Гено- и фенотипическая гетерогенность популяции клеток – составных компонентов эндометрия – ключевая генетически запрограммированная уникальная особенность клеточного состава эндометрия, способствующая его адаптации к меняющимся условиям среды (менструальный цикл, беременность). От синхронизации или десинхронизации клеточных взаимодействий в эндометрии зависит физиологическое или патологическое течение протекаю щих в нем процессов.

Отличительной особенностью некоторых клеток эндометрия, поступающих из периферической крови (в первую очередь иммунокомпетентных клеток), является их изменившийся фенотип, а следовательно, приобретение новых функций, включая транскрипционную и пролиферативную активность, не позволяющих идентифицировать их с аналогичными представителями периферической крови.

В основе локальных клеточных взаимодействий лежат молекулярные механизмы передачи сигнала, которые осуществляются эндокринным, паракринным, аутокринным и юкстакринным механизмами с помощью факторов роста, цитокинов, хемокинов и др.

Источником большинства факторов роста в эндомет рии являются эпителиальные, эндотелиальные, децидуальные клетки, лейкоциты и другие гемопоэтические клетки.

Эндокринная регуляция межклеточных взаимодействий в эндометрии четко прослеживается на протяжении менструального цикла.

Так Е2 и Р регулирует выработку цитокинов, молекул адгезии и факторов роста. Однако решающая роль в этих процессах отводится не абсолютной концентрации Е2, а рецептивности эндометрия, т. е. количеству функционально полноценных рецепторов и, возможно, также плотности их размещения.

В первую и вторую фазы менструального цикла семейства факторов роста экспрессируются в различных количествах, что зависит от воздействия Е2 и Р на клетки эндометрия. Свое действие факторы роста осуществляют путем связывания со специфическими рецепторами клеточной мембраны.

Образование комплекса ФР+рецептор приводит к значительным изменениям синтеза рецепторов ФР в связи с многократным увеличением в течение нескольких часов после воздействия уровня их мРНК.

Основную роль в пролиферации клеточных компонентов железистого эпителия эндометрия, стромы, гладкой мускулатуры и эндотелия сосудов играют специфически экспрессируемые во время пролиферативной фазы цикла ЭФР, ИФР-1, ИФР-2, ФРФ, СЭФР.

ИФР-1 и -2 индуцирует митоз и дифференцировку клеток эндометрия в течение менструального цикла и ранней беременности, повышает локальную проницаемость сосудов, децидуализацию стромальных клеток.

В то же время митотическая активность и дифференцировка клеток эндометрия, опосредуемая их взаимодействием с ФР, зависит от концентрации Р. Р подавляет стимулирующий эффект IL-1 в отношении металлопротеиназы-3 в секреторной фазе цикла, необходимый для сохранения стабильности ткани в инвазивных процессах. Трансформирующий фактор роста (ТФР), фактор, ингибирующий лейкоз (ЛИФ), СЭФР в клетках железистого эпителия эндометрия также зависят от концентрации Р в сыворотке крови. Снижение Р в поздней лютеиновой фазе повышает уровень матриксных металлопротеиназ. Эти ферменты разрушают внеклеточный матрикс, индуцируя процесс отторжения верхних 2/3 эндометрия. В этом процессе определенную роль играют каскадные реакции, возникшие вследствие локальной гипоксии (спазм и разрушение сосудов функционального слоя эндометрия) и инициирующие не только процессы отторжения эндометрия, но и параллельно протекающие процессы регенерации, пролиферации и ангиогенеза.

Эндометрий экспрессирует все ростовые факторы, включая индукторы и блокаторы ангиогенеза, однако тонкие взаимодействия этих факторов, приводящие к ангиогенезу и регрессии кровеносных сосудов, до настоящего времени недостаточно изучены.

Е2 и Р оказывают регулирующее воздействие и на процессы апоптоза эндометриальных клеток, определяющих его готовность к принятию бластоцисты.

Динамическая выработка факторов роста во время окна имплантации (ИФР-1 и -2, основной формы фактора роста фибробластов (ОФРФ), эпидермального фактора роста (ЭФР), сосудисто-эндотелиального фактора роста (СЭФР), факторов роста семейства ТФР), их митотическая активность и свойства дифференциации опосредуют специфические изменения количественного и качественного состава субпопуляций лейкоцитов, обусловливающих отторжение эндометрия или адекватную иммуносупрессиюи эндометриальный ответ на внедрение бластоцисты.

При рассмотрении процессов межклеточных взаимодействий, происходящих в эндометрии при наступлении беременности, целесообразно выделить два этапа:

I этап с момента оплодотворения до контакта бластоцисты с эндометрием;

II этап с момента инвазии бластоцисты, т. е. непосредственного контакта клеток трофобласта с покровным эпителием эндометрия.

Выделение этих этапов обусловлено различием сигнальных механизмов, модулирующих молекулярно-клеточный ответ эндометрия на наступление беременности.

На первом этапе процессы клеточно-молекулярных преобразований, происходящих в эндометрии и определяющих физиологическое или патологическое течение процесса инвазии бластоцисты, опосредованы не только эндокринными механизмами, но уже с 2–4-клеточного этапа дробления, факторами, продуцируемыми зиготой, морулой, бластоцистой (до непосредственного контакта с эндометрием). Одним из эмбриональных факторов роста и поддержания выживания клеток является фактор роста тромбоцитов (ФРТ). Он действует в периимплантационный период через рецепторы эмбриона, сопряженные с гуанозинтрифосфатсвязывающими белками. Максимальная экспрессия рецепторов ФРТ определяется на 2–4-клеточной стадии дробления.

Факторы, продуцируемые зиготой, морулой и ранней бластоцистой, включая секрецию ХГ (до ее адгезии), способствуют определенной (физиологической или патологической) направленности клеточно-молекулярных преобразований в эндометрии, модулируя материнский иммунный ответ и обеспечивая иммунопротекцию зародыша.

Процессы локального иммунитета стимулируют или ингибируют цитокины, продуцируемые иммунокомпетентными клетками стромы при их активации. К ним относятся интерлейкины, монокины, интерферон Υ, фактор некроза опухоли, фактор, ингибирующий лейкозные клетки.

Стимуляция экспрессии цитокинов не только модулирует направленность локальных иммунных реакций, но опосредует процессы ангиогенеза – важнейшего механизма процесса репродукции.

Главным механизмом регуляции процессов ангиогенеза является экспрессия ангиогенных факторов децидуальными клетками, макрофагами, эндотелиальными, тучными и другими клетками.

Под действием ангиогенных факторов, к которым относятся: VEGF (потенциальный митоген для эндотелиальных клеток), рецепторы VEGF (sVEGFR-1, sVEGFR-2), фактор роста фибробластов (FGF), эпидермальный фактор роста (EGF), трансформирующий фактор роста α и β(TGF-α, β ), тромбоцитарный фактор роста (PDGF), плацентарный фактор роста (PIGF), оксид азота (NO), матриксные металлопротеиназы (MMPS), эндостатин, фактор стволовых клеток (SCF), фактор, ингибирующий лейкозные клетки (LIF), цитокины, молекулы апоптоза, межклеточной адгезии и другие, происходит активация эндотелиоцитов, преимущественно в посткапиллярных венулах, миграция их за пределы базальной мембраны с формированием ответвлений основных сосудов, а также путем внутреннегораспространения эндотелиоцитов. В механизме миграции эндотелиоцитов большое значение принадлежит активации экспрессии эндотелиальных молекул адгезии (Е-селектина). Рост новых сосудов детерминирован балансом между его стимуляторами и ингибиторами.

Процессы локальных иммуно-эндокринных взаимодействий и процессы ангиогенеза в эндометрии в стадии имплантации не могут рассматриваться в отрыве от процессов локального гемостаза, имеющего характерные особенности уже во II фазе цикла и специфический характер при наступлении и прогрессировании беременности, обеспечивая локальный гемостаз в виде равновесия процессов коагуляции и фибринолиза. Снижение уровня прогестерона во II фазу цикла и локальная гипоксия вследствие ишемии приводят к образованию тромбина и, как следствие, увеличенной экспрессии стромальными нейтрофилами IL-8, который является универсальным активатором эндотелиоцитов и запускает процесс локального ангиогенеза за счет повышения экспрессии VEGF. Кроме того, сам тромбин выступает в роли аутокринного стимулятора VEGF, избыточная экспрессия которого способствует повышению проницаемости сосудов, выходу факторов свертывания в строму и дальнейшему накоплению тромбина, т. е. замыканию патологической цепочки.

Уникальность локального эндометриального гемостаза заключается в сохранении внутрисосудистого кровотока на фоне разрушения сосудистой стенки. Этому способствует повышенная коагуляционная активность в периваскулярных областях и достаточно высокая фибринолитическая активность в просвете эндометриальных сосудов, препятствующая их тромбозу. Создание необходимого баланса обеспечивают:

• повышение коагуляционной готовности в периваскулярных областях эндометрия за счет процесса децидуализации и повышения экспрессии тканевого фактора (ТФ);

• локальное высвобождение активаторов плазминогена в просвете сосуда при его повреждении из интактных соседних эндотелиальных клеток поддействием тромбина;

• активация активаторов плазминогена в область образования тромба;

• ингибирование факторов фибринолиза за счет антиплазмина, ингибиторов активаторов плазминогена 1 и 2 типов в периваскулярных областях и системном кровотоке.

Под действием прогестерона в периваскулярных областях децидуальные клетки начинают экспрессировать тканевой фактор (TF) – первичный клеточный инициатор коагуляции крови. TF принадлежит к семейству интерферон-цитокиновых мембранных рецепторов. Комплекс TF+ тромбин активирует каскад коагуляционных протеаз, что приводит к отложению фибрина и к активации тромбоцитов.

Экспрессия TF несосудистыми клетками играет ключевую роль в обеспечении гемостаза за счет активации коагуляции крови, в то время как экспрессия TF сосудистыми клетками вызывает внутрисосудистый тромбоз.

Контроль фибринолитической активности при имплантации позволяет гарантировать полимеризацию фиб-рина и стабилизацию плацентарной базальной пластинки, а также предотвратить избыточное отложение фибрина в сосудах плаценты и в межворсинчатых пространствах.

Контроль фибринолиза осуществляет ингибитор активатора плазминогена 1 (PAI-1). Синтез эндотелиального PAI-1 запускается ангиотензином-2, образованным при помощи ангитензин-1 превращающего фермента (ACE).

Полиморфизм генов ACE и PAI-1 (ACE deletion (D) / insertion (1) polymorphism and the PAI-1 4g/5g polymorphism) со провождается повышением уровня PAI-1 в плазме и снижением фибринолитической активности, что ассоциируется с повышенным риском привычного невынашивания беременности.

PAI-1 вырабатывают децидуальные клетки под контролем P, подавляя выработку активатора плазминогена урокиназного типа и таким образом ограничивая инвазию трофобласта и предупреждая локальное кровотечение за счет подавления фибринолиза, обусловленного активностью тканевого активатора плазминогена.

Следует отметить, что клеточно-молекулярные взаимодействия инвазии и роста зародыша, а также ангиогенеза, при беременности имеют много общего с неоангиогенезом в злокачественной опухоли. Однако с той существенной разницей, что в отличие от злокачественной опухоли все инвазивные процессы роста и развития при беременности ограничены по времени и по глубине инвазии, что генетически детерминированы необходимостью продолжения и сохранения вида Homo sapiens. В настоящее время стало очевидным, что исследование только системных отклонений при патологическом течении беременности, в частности невынашивания, далеко не всегда удовлетворяет ученых и практикующих врачей в поиске причин патологического состояния и ставит в тупик при выборе метода коррекции.

Поэтому последнее десятилетие проводятся исследования по выяснению влияния системных изменений на процессы локальной жизни эндометрия в связи с появлением высокоточных методов и развитием молекулярно клеточной биологии.

Эти локальные изменения в эндометрии в свете рассмотренного выше могут зависеть от гормональных нарушений, нарушений рецептивных свойств эндометрия, иммунологических нарушений баланса цитокинов и ростовых факторов, нарушений локального гемостаза, неоангиогенеза и ремоделирования маточных сосудов.

Учитывая значение локальной иммунологической перестройки в генезе потерь беременности, нами было проведено исследование экспрессии цитокинов CD56+, CD68+, TNFα у женщин с неразвивающейся беременностью первого триместра.

В результате проведенного исследования было выявлено значительное повышение цитотоксических CD56+ в эндометрии у женщин с различной аутоиммунной патологией (АТ АФС, АИТ, дисплазия соединительной ткани) и привычном невынашиванием.

В то же время у пациенток, как правило, с первичным эпизодом невынашивания, повышение экспрессии CD68+ (маркеров макрофагов) при выявлении в элементах плодного яйца хламидий или других патогенов, т. е. при потеребеременности, связанной с усиленной локальной репликацией микроорганизмов и вирусов. У женщин с эндокринными нарушениями (надпочечниковая гиперандрогения, поликистозные яичники) содержание в эндометрии маркеров БГЛ (CD56+) и макрофагов (CD68+) не отличалось от физиологического, однако имело место повышение уровня провоспалительного цитокина TNFα .

Результаты этого исследования подтверждают предположение о том, что изменения в любых органах и системах целостного организма при невынашивании беременности действуют опосредованно, через влияние на течение локальных клеточно-молекулярных взаимодействий, и тем самым меняя физиологический локальный иммунный профиль на патологический, препятствующий нормальному течению процессов адгезии, инвазии, ангиогенеза. Исследование компонентов внеклеточного матрикса (коллагены I, III, IV, VII, тенасцин, фибронектин, мерозин) и его регуляторов (ММР-9, TIMP-1,-2, TGF-b1, bFGF,IL-1b) у 93 женщин с привычным невынашиванием беременности в первую фазу цикла с использованием иммуногистохимических методов с моно- и поликлональными антителами выявили изменения экстрацеллюлярного матрикса при невынашивании беременности, характерные как для воспалительного процесса (накопление коллагенов I и III типов вокруг мелких сосудов – перигландулярный и периваскулярный склероз), так и для невынашивания в целом (снижение уровня тенасцина и появление мерозина в первой фазе цикла, отражающие нарушение созревания и дифференцировки стромы, а также снижение уровня ММР-9 и повышение TGF-b1, отражающие нарушение ремоделирования эндометрия и являющиеся неблагоприятным прогностическим признаком течения последующих репродуктивных процессов).

Исследование факторов регуляции локального ангиогенеза по уровню экспрессии соответствующих генов в плацентах у 22 женщин с невынашиванием беременности и задержкой роста плода (рассматривая невынашивание как модель первичной плацентарной недостаточности), методом обратной транскрипции и ПЦР в реальном времени, нами выявлено повышение экспрессии факторов, стимулирующих ангиогенез (VEGF, PDGFB, FGF, ANGPT) при одновременном снижении экспрессии ингибиторов ангиогенеза (тромбоспондин – TSP). Полученные данные свидетельствуют о патологии процесса ангиогенеза у женщин с невынашиванием беременности и плацентарной недостаточностью и о необходимости продолжения исследований в этом направлении.

Таким образом, при невынашивании беременности всегда имеются изменения в течении локальных клеточно-молекулярных процессов, как интегрального ответа на любое неблагополучие в организме женщины или плодном яйце.

Алгоритм этих взаимодействий практически неизвестен. По-видимому, в некоторых случаях эти изменения сохраняются в памяти клеток эндометрия и создают условия для формирования симптомокомплекса привычного невынашивания беременности. Будущее в изучении проблемы репродуктивных потерь – это углубленные исследования локальных клеточно-молекулярных взаимодействий и их корреляций с системными аналогами, разработка принципиально новых терапевтических средств для успешного лечения этого тяжелого симптомокомплекса.