Induktion der Dezidualisierung endometrialer Stromazellen : Vergleichende Analysen bei Frauen mit und ohne Endometriose

Das Auftreten von endometrialem Gewebe außerhalb des Cavum uteri kennzeichnet die gynäkologische Erkrankung Endometriose, die weltweit bis zu 10 % der Frauen im reproduktiven Alter betrifft. Da bisher keine kausale Therapie existiert, ist die Entwicklung neuer Therapieoptionen wünschenswert. Eine mögliche Progesteronresistenz in Endometriosepatientinnen kann zu Störungen in dem als Dezidualisierung bezeichneten Differenzierungsprozess der endometrialen Stromazellen führen und dadurch die Entstehung dieser Erkrankung begünstigen. Daher wurden in der vorliegenden Arbeit Signalwege zur Induktion der Dezidualisierung als mögliche Therapieansätze untersucht. Hierzu wurden humane endometriale Stromazellen (hESCs) aus Endometrien von Frauen mit und ohne Endometriose isoliert und mit unterschiedlichen Induktoren des an diesem Prozess-beteiligten cAMP- und Progesteronrezeptor-Signalweges in vitro inkubiert. Anhand morphologischer, molekularer und biochemischer Parameter wurde die erfolgreiche Dezidualisierungsinduktion überprüft. Während die Progestine Progesteron und MPA alleine keine funktionelle Induktion der Dezidualisierung zeigten, wurde diese durch die Stimulation des cAMP-Signalweges mit 8-Br-cAMP oder dem Adenylatcyclaseaktivator Forskolin signifikant erhöht und durch die Kombination mit MPA, nicht aber mit Progesteron, nochmals signifikant gesteigert. Dabei zeigte die Behandlung mit Forskolin im Gegensatz zu 8-Br-cAMP eine deutlich geringere Dezidualisierungsreaktion. Die Forskolin-induzierte Dezidualisierung konnte jedoch durch die Zugabe der PDE-Inhibitoren Milrinone oder Rolipram signifikant in den hESCs beider Patientinnenkohorten gesteigert werden. Auch diese wurde durch die gleichzeitige Behandlung mit MPA nochmals deutlich erhöht, nicht aber durch die zusätzliche Inkubation mit hCG oder Relaxin als Liganden von G-Protein gekoppelten Rezeptoren. Die Dezidualisierungsreaktion ging hierbei mit einer Erhöhung von an diesem Prozess-beteiligten Transkriptionsfaktoren einher, darunter für FOXO1 für den ein signifikanter Anstieg der Transkription bei parallel gesteigerter Prolaktinsekretion zu verzeichnen war. Bei der in vivo Überprüfung dieser in vitro gewonnenen Ergebnisse in einem humanisierten Endometriose Mausmodell nach intraperitonealer Transplantation von humanem eutopem Endometrium in die murine Bauchhöhle zeigten sich zwar keine eindeutig morphologisch dezidualisierten Bereiche in den endometrialen Läsionen, jedoch konnte auf molekularer Ebene eine beginnende Dezidualisierungsreaktion der ektopen humanen Endometriumfragmente nach 6-tägiger Behandlung der Mäuse beobachtet werden. Aufgrund der noch zu geringen Fallzahl bedarf es hier jedoch weiterer Analysen zur Identifikation der optimalen Substanzkombination und Behandlungsdauer. Dies kann eine Grundlage für die Entwicklung innovativer medikamentöser Therapieansätze zur Vermeidung und/oder Behandlung der Endometriose bilden.

The appearance of endometrial tissue outside the uterine cavity characterizes the gynecological disease endometriosis, which affects up to 10 % of women of reproductive age worldwide. Since to date there is no causal therapy, the development of new therapy options is desirable. A possible progesterone resistance in endometriosis patients can lead to disorders in the differentiation process of the endometrial stromal cells known as decidualization and thus promote the development of this disease. Therefore, the present work examined signaling pathways for inducing decidualization as possible therapeutic approach. For this purpose, human endometrial stromal cells (hESCs) were isolated from the endometria of women with and without endometriosis and incubated in vitro with different inducers of the cAMP and progesterone receptor signaling pathway involved in this process. The successful induction of decidualization was checked on the basis of morphological, molecular and biochemical parameters. While the progestins progesterone and MPA did not induce any functional markers of decidualization, those were significantly increased by stimulating the cAMP signaling pathway with 8-Br-cAMP or the adenylate cyclase activator forskolin and even more increased by simultaneous application of MPA, but not of progesterone. In contrast to 8-Br-cAMP, treatment with forskolin induced a significantly lower decidualization reaction. However, the forskolin-induced decidualization significantly increased by addition of the PDE-inhibitors milrinone or rolipram in the hESCs of both patient cohorts. This was additionally significantly increased by the simultaneous treatment with MPA, but not by the additional incubation with hCG or relaxin as ligands of G protein-coupled receptors. The decidualization reaction was accompanied by an increase in transcription factors involved in this process, with a significant increase in transcription for FOXO1 in parallel to an increase in prolactin secretion. These results carved out in vitro were examined in vivo in a humanized endometriosis mouse model after transplantation of human eutopic endometrium into the murine peritoneal cave. Here, no clearly morphologically decidualized areas were detected in the endometrial lesions after treatment of mice for 6 days, but an incipient decidualization reaction could be observed at the molecular level in ectopic human endometrium transplants. However, further analysis of larger number of samples is required to identify the optimal combination of substances and duration of treatment. This can constitute a basis for the development of innovative drug therapy approaches to prevent and/or treat endometriosis.

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