Роль мутаций генов PI3K/AKT/mTOR сигнального пути в снижении овариального резерва у пациенток репродуктивного возраста с глубоким инфильтративным эндометриозом
Роль мутаций генов PI3K/AKT/mTOR сигнального пути в снижении овариального резерва у пациенток репродуктивного возраста с глубоким инфильтративным эндометриозом
Мелкозерова О.А., Окулова Е.О., Михельсон А.А., Третьякова Т.Б. Роль мутаций генов PI3K/AKT/mTOR сигнального пути в снижении овариального резерва у пациенток репродуктивного возраста с глубоким инфильтративным эндометриозом. Гинекология. 2021;23(6):548–553.
DOI: 10.26442/20795696.2021.6.201012
________________________________________________
Melkozerova OA, Okulova EO, Mikhelson АА, Tretyakova TB. The role of mutations in the PI3K/AKT/mTOR signal pathway in decreasing ovarian reserve in reproductive patients with deep infiltrative endometriosis. Gynecology. 2021;23(6):548–553. DOI: 10.26442/20795696.2021.6.201012
Роль мутаций генов PI3K/AKT/mTOR сигнального пути в снижении овариального резерва у пациенток репродуктивного возраста с глубоким инфильтративным эндометриозом
Мелкозерова О.А., Окулова Е.О., Михельсон А.А., Третьякова Т.Б. Роль мутаций генов PI3K/AKT/mTOR сигнального пути в снижении овариального резерва у пациенток репродуктивного возраста с глубоким инфильтративным эндометриозом. Гинекология. 2021;23(6):548–553.
DOI: 10.26442/20795696.2021.6.201012
________________________________________________
Melkozerova OA, Okulova EO, Mikhelson АА, Tretyakova TB. The role of mutations in the PI3K/AKT/mTOR signal pathway in decreasing ovarian reserve in reproductive patients with deep infiltrative endometriosis. Gynecology. 2021;23(6):548–553. DOI: 10.26442/20795696.2021.6.201012
Цель. Изучить влияние глубокого инфильтративного эндометриоза на состояние овариального резерва у пациенток репродуктивного возраста, а также оценить спектр мутаций в гене PIK3CA среди больных с инфильтративной формой наружного генитального эндометриоза. Материалы и методы. В основную группу исследования вошли 50 пациенток репродуктивного возраста с глубоким инфильтративным эндометриозом, у 18 из которых это заболевание сочеталось с эндометриомами яичников. В группу сравнения включили 25 женщин репродуктивного возраста, которым выполнили лапароскопическую метропластику несостоятельного рубца на матке после операции кесарева сечения. У всех больных проводились определение уровня антимюллерова гормона, фолликулостимулирующего гормона и эстрадиола в крови методом иммуноферментного анализа, а также подсчет количества антральных фолликулов в яичниках при трансвагинальном ультразвуковом исследовании. Поиск активирующих мутаций гена PIK3CA осуществлялся методом секвенирования ДНК нового поколения в образцах тканей эндометриом яичников у пациенток с сочетанием инфильтративного эндометриоза и эндометриоидных кист яичников (n=18), а также в биоптатах здоровой ткани яичника у всех женщин основной группы (n=50) и группы сравнения (n=25). Результаты. При оценке состояния овариального резерва у пациенток 2 групп выявлено, что уровень антимюллерова гормона у больных с инфильтративной формой наружного генитального эндометриоза составил 2,6±2,2 нг/мл, тогда как в группе сравнения – 3,6±3,5 нг/мл, однако разница не достигла статистической значимости р>0,05. Количество антральных фолликулов по данным трансвагинального ультразвукового исследования значительно ниже в основной группе (8,5±4,5), чем в группе сравнения (12,2±4,1), р=0,001. Данная разница являлась статистически значимой как для пациенток с наличием эндометриом яичников (6,0±4,2, р<0,001), так и без заболевания (9,8±4,2, р=0,04). Исследование не выявило мутаций гена PIK3CA в образцах тканей эндометриом яичников у пациенток с сочетанием инфильтративного эндометриоза и эндометриоидных кист яичников, а также ни в одном из биоптатов здоровой ткани яичника у женщин основной группы и группы сравнения методом секвенирования ДНК нового поколения. Заключение. Наличие глубокого инфильтративного эндометриоза ассоциировано со снижением овариального резерва у пациенток репродуктивного возраста независимо от наличия эндометриоидного поражения яичников. Необходимы популяционные исследования для выявления мутаций данного гена при эндометриозе, а также других генов, кодирующих белки-регуляторы антиапоптотического сигнального пути PI3K/AKT/mTOR с целью выявления механизма истощения овариального резерва при инфильтративной форме наружного генитального эндометриоза.
Aim. To study the effect of deep infiltrative endometriosis on the state of the ovarian reserve in patients of reproductive age, as well as to evaluate the spectrum of mutations in the PIK3CA gene among patients with infiltrative form of external genital endometriosis. Materials and methods. The main group of the study included 50 patients of reproductive age with deep infiltrative endometriosis, in 18 of whom deep infiltrative endometriosis was combined with ovarian endometriomas. The comparison group included 25 patients of reproductive age who underwent laparoscopic metroplasty of an inconsistent uterine scar from a cesarean section. All patients underwent determination of the level of anti-Müllerian hormone, follicle-stimulating hormone and estradiol in the blood by enzyme immunoassay, as well as counting the number of antral follicles in the ovaries during transvaginal ultrasound examination. The search for activating mutations of the PIK3CA gene was carried out by sequencing a new generation of DNA in tissue samples of ovarian endometriomas in patients with a combination of infiltrative endometriosis and endometrioid ovarian cysts (n=18), as well as in biopsies of healthy ovarian tissue in all patients of the main group (n=50) and comparison groups (n=25). Results. When assessing the state of the ovarian reserve in the patients of the two groups, it was found that the anti-Müllerian hormone level in the patient with the infiltration form of external genital endometriosis was 2.6±2.2 ng/ml, while in the comparison group it was 3.6±3.5 ng/ml, however, the difference did not reach statistical significance, p>0.05. The number of antral follicles according to transvaginal ultrasound was significantly lower in the main group (8.5±4.5) than in the comparison group (12.2±4.1), p=0.001. This difference was statistically significant both for patients with ovarian endometriomas (6.0±4.2, p<0.001) and for patients without ovarian endometriomas (9.8±4.2, p=0.04). Our study did not reveal PIK3CA gene mutations in any of the ovarian endometrioma tissue samples from patients with a combination of infiltrative endometriosis and endometrioid ovarian cysts, as well as in none of the healthy ovarian tissue biopsies from patients of the main group and the comparison group using the new generation DNA sequencing method. Conclusion. The presence of deep infiltrative endometriosis is associated with a decrease in ovarian reserve in patients of reproductive age, regardless of the presence of endometrioid ovarian lesions. Population studies are needed to identify mutations of this gene in endometriosis, as well as to study mutations of other genes encoding proteins regulating the antiapoptotic signaling pathway PI3K/AKT/mTOR, to identify the mechanism of ovarian reserve depletion in infiltrative form of external genital endometriosis.
Keywords: infertility, deep infiltrative endometriosis, ovarian reserve, ovarian endometrioma
1. Эндометриоз. Клинические рекомендации Минздрава России, 2020 [Endometrioz. Klinicheskie rekomendatsii Minzdrava Rossii, 2020 (in Russian)].
2. Адамян Л.В., Салимова Д.Ф., Кондратович Л.М. Патогенетические аспекты эндометриоз-ассоциированного бесплодия. Проблемы репродукции. 2015;21(6):90-6 [Adamyan LV, Salimova DF, Kondratovich LM. Patogeneticheskie aspekty endometrioz-assotsiirovannogo besplodiia. Problemy reproduktsii. 2015;21(6):90-6 (in Russian)]. DOI:10.17116/repro201521682-88
3. Башмакова Н.В., Мелкозерова О.А., Михельсон А.А., Окулова Е.О. Роль средовых факторов в патогенезе бесплодия, ассоциированного с генитальным эндометриозом (обзор литературы). Проблемы репродукции. 2019;25(5):42-8 [Bashmakova NV, Melkozerova OA, Mikhelson АА, Okulova EO. Rol sredovykh faktorov v patogeneze besplodiia, assotsiirovannogo s genitalnym endometriozom (obzor literatury). Problemy reproduktsii. 2019;25(5):42-8 (in Russian)]. DOI:10.17116/repro20192505142
4. Мелкозерова О.А., Башмакова Н.В., Окулова Е.О. Генетические и эпигенетические механизмы бесплодия, ассоциированного с генитальным эндометриозом. Акушерство и гинекология. 2019;8:26-32 [Melkozerova OA, Bashmakova NV, Okulova EO. Genetic and epigenetic mechanisms of infertility associated with genital endometriosis. Оbstetrics and Gynecology. 2019;8:26-32 (in Russian)]. DOI:10.18565/aig.2019.8.26-32
5. Barnett R, Banks N, Decherney AH. Endometriosis and Fertility Preservation. Clin Obstet Gynecol. 2017;60(3):517-23. DOI:10.1097/GRF.0000000000000311
6. Hsueh AJ. Fertility: the role of mTOR signaling and KIT ligand. Curr Biol. 2014;24(21):R1040-2. DOI:10.1016/j.cub.2014.09.033
7. Ashrafi M, Arabipoor A, Hemat M, Salman-Yazdi R. The impact of the localisation of endometriosis lesions on ovarian reserve and assisted reproduction techniques outcomes. J Obstet Gynaecol. 2019;39(1):91-7. DOI:10.1080/01443615.2018.1465898
8. Romanski PA, Brady PC, Farland LV, et al. The effect of endometriosis on the antimüllerian hormone level in the infertile population. J Assist Reprod Genet. 2019;36(6):1179-84. DOI:10.1007/s10815-019-01450-9
9. Kasapoglu I, Ata B, Uyaniklar O, et al. Endometrioma-related reduction in ovarian reserve (ERROR): a prospective longitudinal study. Fertil Steril. 2018;110(1):122-7. DOI:10.1016/j.fertnstert.2018.03.015
10. Garavaglia E, Sala C, Taccagni G, et al. Fertility Preservation in Endometriosis Patients: Anti-Müllerian Hormone Is a Reliable Marker of the Ovarian Follicle Density. Front Surg. 2017;4:40. DOI:10.3389/fsurg.2017.00040
11. Kawamura K, Cheng Y, Suzuki N, et al. Hippo signaling disruption and Akt stimulation of ovarian follicles for infertility treatment. Proc Natl Acad Sci USA. 2013;110(43):17474-9. DOI:10.1073/pnas.1312830110
12. Rehnitz J, Alcoba DD, Brum IS, et al. FMR1 and AKT/mTOR signalling pathways: potential functional interactions controlling folliculogenesis in human granulosa cells. Reprod Biomed Online. 2017;35(5):485-93. DOI:10.1016/j.rbmo.2017.07.016
13. Takeuchi A, Koga K, Satake E, et al. Endometriosis triggers excessive activation of primordial follicles via PI3K-PTEN-Akt-Foxo3 pathway. J Clin Endocrinol Metab. 2019;104(11):5547-54. DOI:10.1210/jc.2019-00281
14. Alqahtani A, Ayesh HSK, Halawani H. PIK3CA Gene Mutations in Solid Malignancies: Association with Clinicopathological Parameters and Prognosis. Cancers (Basel). 2019;12(1):93. DOI:10.3390/cancers12010093
15. Su YF, Tsai EM, Chen CC, et al. Targeted sequencing of a specific gene panel detects a high frequency of ARID1A and PIK3CA mutations in ovarian clear cell carcinoma. Clin Chim Acta. 2019;494:1-7. DOI:10.1016/j.cca.2019.03.003
16. Adashek JJ, Kato S, Lippman SM, Kurzrock R. The paradox of cancer genes in non-malignant conditions: implications for precision medicine. Genome Med. 2020;12(1):16. DOI:10.1186/s13073-020-0714-y
17. Adewuyi EO, Sapkota Y, Auta A, et al. Shared Molecular Genetic Mechanisms Underlie Endometriosis and Migraine Comorbidity. Genes. 2020;11(3):268. DOI:10.3390/genes11030268
18. Anglesio MS, Papadopoulos N, Ayhan A, et al. Cancer-Associated Mutations in Endometriosis without Cancer. N Engl J Med. 2017;376(19):1835-48. DOI:10.1056/NEJMoa1614814
19. Lac V, Verhoef L, Aguirre-Hernandez R, et al. Iatrogenic endometriosis harbors somatic cancer-driver mutations. Hum Reprod. 2019;34(1):69-78. DOI:10.1093/humrep/dey332
20. Zou Y, Zhou JY, Guo JB, et al. The presence of KRAS, PPP2R1A and ARID1A mutations in 101 Chinese samples with ovarian endometriosis. Mutat Res. 2018;809:1-5. DOI:10.1016/j.mrfmmm.2018.03.001
________________________________________________
1. Endometrioz. Klinicheskie rekomendatsii Minzdrava Rossii, 2020 (in Russian).
2. Adamyan LV, Salimova DF, Kondratovich LM. Patogeneticheskie aspekty endometrioz-assotsiirovannogo besplodiia. Problemy reproduktsii. 2015;21(6):90-6 (in Russian). DOI:10.17116/repro201521682-88
3. Bashmakova NV, Melkozerova OA, Mikhelson АА, Okulova EO. Rol sredovykh faktorov v patogeneze besplodiia, assotsiirovannogo s genitalnym endometriozom (obzor literatury). Problemy reproduktsii. 2019;25(5):42-8 (in Russian). DOI:10.17116/repro20192505142
4. Melkozerova OA, Bashmakova NV, Okulova EO. Genetic and epigenetic mechanisms of infertility associated with genital endometriosis. Оbstetrics and Gynecology. 2019;8:26-32 (in Russian). DOI:10.18565/aig.2019.8.26-32
5. Barnett R, Banks N, Decherney AH. Endometriosis and Fertility Preservation. Clin Obstet Gynecol. 2017;60(3):517-23. DOI:10.1097/GRF.0000000000000311
6. Hsueh AJ. Fertility: the role of mTOR signaling and KIT ligand. Curr Biol. 2014;24(21):R1040-2. DOI:10.1016/j.cub.2014.09.033
7. Ashrafi M, Arabipoor A, Hemat M, Salman-Yazdi R. The impact of the localisation of endometriosis lesions on ovarian reserve and assisted reproduction techniques outcomes. J Obstet Gynaecol. 2019;39(1):91-7. DOI:10.1080/01443615.2018.1465898
8. Romanski PA, Brady PC, Farland LV, et al. The effect of endometriosis on the antimüllerian hormone level in the infertile population. J Assist Reprod Genet. 2019;36(6):1179-84. DOI:10.1007/s10815-019-01450-9
9. Kasapoglu I, Ata B, Uyaniklar O, et al. Endometrioma-related reduction in ovarian reserve (ERROR): a prospective longitudinal study. Fertil Steril. 2018;110(1):122-7. DOI:10.1016/j.fertnstert.2018.03.015
10. Garavaglia E, Sala C, Taccagni G, et al. Fertility Preservation in Endometriosis Patients: Anti-Müllerian Hormone Is a Reliable Marker of the Ovarian Follicle Density. Front Surg. 2017;4:40. DOI:10.3389/fsurg.2017.00040
11. Kawamura K, Cheng Y, Suzuki N, et al. Hippo signaling disruption and Akt stimulation of ovarian follicles for infertility treatment. Proc Natl Acad Sci USA. 2013;110(43):17474-9. DOI:10.1073/pnas.1312830110
12. Rehnitz J, Alcoba DD, Brum IS, et al. FMR1 and AKT/mTOR signalling pathways: potential functional interactions controlling folliculogenesis in human granulosa cells. Reprod Biomed Online. 2017;35(5):485-93. DOI:10.1016/j.rbmo.2017.07.016
13. Takeuchi A, Koga K, Satake E, et al. Endometriosis triggers excessive activation of primordial follicles via PI3K-PTEN-Akt-Foxo3 pathway. J Clin Endocrinol Metab. 2019;104(11):5547-54. DOI:10.1210/jc.2019-00281
14. Alqahtani A, Ayesh HSK, Halawani H. PIK3CA Gene Mutations in Solid Malignancies: Association with Clinicopathological Parameters and Prognosis. Cancers (Basel). 2019;12(1):93. DOI:10.3390/cancers12010093
15. Su YF, Tsai EM, Chen CC, et al. Targeted sequencing of a specific gene panel detects a high frequency of ARID1A and PIK3CA mutations in ovarian clear cell carcinoma. Clin Chim Acta. 2019;494:1-7. DOI:10.1016/j.cca.2019.03.003
16. Adashek JJ, Kato S, Lippman SM, Kurzrock R. The paradox of cancer genes in non-malignant conditions: implications for precision medicine. Genome Med. 2020;12(1):16. DOI:10.1186/s13073-020-0714-y
17. Adewuyi EO, Sapkota Y, Auta A, et al. Shared Molecular Genetic Mechanisms Underlie Endometriosis and Migraine Comorbidity. Genes. 2020;11(3):268. DOI:10.3390/genes11030268
18. Anglesio MS, Papadopoulos N, Ayhan A, et al. Cancer-Associated Mutations in Endometriosis without Cancer. N Engl J Med. 2017;376(19):1835-48. DOI:10.1056/NEJMoa1614814
19. Lac V, Verhoef L, Aguirre-Hernandez R, et al. Iatrogenic endometriosis harbors somatic cancer-driver mutations. Hum Reprod. 2019;34(1):69-78. DOI:10.1093/humrep/dey332
20. Zou Y, Zhou JY, Guo JB, et al. The presence of KRAS, PPP2R1A and ARID1A mutations in 101 Chinese samples with ovarian endometriosis. Mutat Res. 2018;809:1-5. DOI:10.1016/j.mrfmmm.2018.03.001
Авторы
О.А. Мелкозерова*, Е.О. Окулова, А.А. Михельсон, Т.Б. Третьякова
ФГБУ «Уральский научно-исследовательский институт охраны материнства и младенчества» Минздрава России, Екатеринбург, Россия
*cat93_07@mail.ru
________________________________________________
Oxana A. Melkozerova*, Ekaterina O. Okulova, Anna A. Mikhelson, Tatyana B. Tretyakova
Urals Scientific Research Institute for Maternal and Child Care, Ekaterinburg, Russia
*cat93_07@mail.ru