CC BY
22
Научни трудове на Съюза на учените в България - Пловдив. Серия В. Техника и технологии. Том XVII, ISSN 1311 -941 9 (Print); ISSN 2534-9384 (Online), 2019. Scientific Works of the Union of Scientists in Bulgaria - Plovdiv. Series C. Technics and Technologies. Vol. XVII., ISSN 1311 -9419(Print); ISSN 2534-9384 (Online), 2019
ОЦЕНКА НА БИОМАРКЕРИТЕ С ПОТЕНЦИАЛ ЗА ПРИЛОЖЕНИЕ ПРИ ОПРЕДЕЛЯНЕ ВРЕМЕ ТО НА ИМПЛАНТАЦИЯТА
БориславПетров Матеев1'2, Цветелина Георгиева Бацалова2,
Балик Маломиров Джамбазов2 1 Медицински Цантър "КОРА", ал. "Пещеаако шосе" № 47,
4000 Плнвдвв. 2 ПУ „Паисий Хилендавнка", Биологически факултет, Каатдоа „Бнолоазя наразвнаитто", <400аПноодив.
ECALUATION OF BIOKERSWiE POTENTIOL FER CLINICOL USE BY IMPOANTPOIOP TIMINO Booislav Petrov Oateevi Osvetelina Georgieva Balik Oalomirov Dzhambazov2 iMedical Ceeter BOOA, 4002 Pl0vdiv, 2Plovdiv Univeristy "Paisii Hilendaoski", Facultyof Biolog", DepartmeniooDevetapmontal biologp 4000 Plovdiv.
ABIOOACO
During the last few years, research in the field of the assisted reproduction is focusing on two key elements: pursues enhancing the quality of the embryo - achieving better morphological and chromosomal conditions of transferred embryos, as well as understanding the highly dynamic tissue interactions of the endometrial wall. It is estimated that embryo factor accounts for one-third of implantation failures, while suboptimal or compromised endometrial receptivity and altered embryo-endometrial dialogue are indicated as responsible for the remaining two-thirds.
Successful implantation is a process requiring the delicate and precise interaction between the blastocyst and a receptive endometrium. The accomplished biochemical and molecular crosstalk between the embryo and the maternal tissue has three stages of successful implantation: apposition, adhesion, and invasion. The actions of numerous molecules - hormones, integrins, cytokines, enzimes and other factors are all orchestrated into and are playing a key role in this "dialog". The detection and investigation of biochemical markers during the implantation phase -the window of implantation, is an area of research receiving a lot of interest and may serve to establish future clinical models of treatments to help maximize the effectiveness of assisted reproductive techniques (ART).
Key words: endometrial receptivity, window of implantation, receptivity biomarkers.
ВЪВЕТЕНИЕ:
Изследванията в областта на асистираната репродукция в последните десетина години се фокусират върху два основни ключови момента: получаването на качествени ембриони - постигайки все по-добра среда за оптимизиране на морфологичните и хромозомни критерии на трансферираните ембриони и разбиране на динамичните процеси в ендометриалната тъкан. Докато „ембрионалният фактор" е отговорен за около една трета
от имплантационните неуспехи, липсата или непълноценността на рецептивността на ендометриалната тъкан е причина за около две трети от неуспешните бременности (Edwards ,1994; Achache & Revel, 2006).
Успешната имплантация е съвкупност от комплексни и изключително прецизни взаимодействия между бластоциста и рецептивния ендометриум. Този биохимичен и молекулярен диалог между ембрионалната и майчината тъкан се осъществява в три етапа, които характеризират и маркират успешното имплантиране на ембриона: позициониране, адхезия и същинският процес на имплантация, като различни видове молекули - хормони, интегрини, цитокини, ензими и пр. имат ключова роля в този „диалог" (Trolice & Amyradakis, 2012). Именно установяването и проучването на такива биохимични маркери, характерни за имплантационната фаза- т.нар. „Имплантационен прозорец", биха могли да послужат за разработване на клинични модели на приложение, които да повишат ефективността на методите на асистираната репродукция.
ЦЕЛ: Целта на настоящия обзор е да се направи анализ на маркерите за рецептивност на ендометирума, които биха могли да послужи за бъдещи проучвания и изготвяне на методични препоръки за повлияване на ендометриума с цел определяне на оптималния момент за ембриотрансфер и респективно на ембриоимплантация.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИ: Направено бе търсене и анализ на наличните публикации в MEDLINE и PUBMED по ключови думи: имплантационен прозорец, ендометриална рецептивност, ембриотрансфер, маркери за рецептивност, имплантационни неуспехи. Анализирани са данни от 68 източника за периода 1994 г - 2018 г
РЕЗУЛТАТИ:
От анализираните литературни източници, като подходящи маркери бяха подбрани молекули с характерна и специфична експресия, както и специфично поведение за всеки от описаните етапи на ембриоимплантирането: позициониране, адхезия и същинската имплантация.
Муцини: Муцините са група гликопротеини с високо молекулно тегло, чиито предствител Mucin-1 има предполагаема важна роля за правилното позициониране на ембриона по повърхността на ендометриума. Това вероятно е първата молекула, с която ембрионалните клетки установяват контакт върку ендометриалната стена и чрез динамиката в експресията му в различните етапи на месечния цикъл, той маркира подходящата локация за имплантиране в маточната стена (Aplin, 1999).
Интегрини: Интегрините са семейство трансмембранни гликопротеини, формиращи се чрез взаимодействията и свързването на две различни алфа и бета вериги (Achache & Revel, 2006). Те са адхезионни молекули, които участват в адхезионните взимодействия между клетките, както и между клетките и екстрацелуларни компоненти (Ceydeli et al., 2006). Непосредствено след етапа на позициониране на бластоциста, стартират интегрин-зависимите процеси на адхезия, позволяващи деликатния контакт на бластоциста към маточната стена и мигрирането на трофобластните клетки в ендометриалния епител. Обширните изследвания и акумулираните данни от работата на Lessey et al. (1996) показват, че три вида интегрини (a1ß1, a4ß1, и avß3) се експресират в ендометриума по време на рецептивната му фаза, като особено avß3 индикира предполагаемого „отваряне" на имплантационния прозорец (Lessey, 1998).
Конкретният aVß3-интегрин е положително идентифициран чрез
имунохистохимичен метод по повърхността на луминалния ендометриален епител, който е един от първите взаимодействащи с трофобластните клетки на бластоциста (ембриона) (Trolice & Amyradakis, 2012).
Друга група молекули от критична важност за успешната имплантация са цитокините.
IL-1, IL-6 както и LIF (Leukemia Inhibitory Factor) играят важна роля по време на адхезивната и крайната (инвазивна) фаза на ембриоимплантирането. Tяхната максимална експресия се прогнозира да бъде също в периода на предполагаемия „имплантационен прозорец" (Aghajanova, 2010). Пролиферация, клетъчна устойчивост и диференциация са някои от паракринните и автокринни ефекти на LIF. Проби от ендометриални биопсии показват експресия на иРНК на LIF и LIF-R в периода около 20-ти, респективно 25-ти ден от месечния цикъл (Charnock-Jones et al., 1994; Aghajanova et al., 2003) .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ:
Проучването и разкриването на биохимичните детайли от механизма на успешното ембриоимплантиране и закономерностите, по които този механизъм функционира, предстоят да бъдат следващия голям пробив в асистираната репродукция. Настоящото проучване, както и събраните данни дават предпоставка да смятаме, че LIF, aVß3-интегринът и MUCIN-1 биха могли да бъдат използвани в клиничната практика като биомаркери с потенциал за употребата им за установяване на времевата рамка на имплантационния прозорец в месечния цикъл на даден пациент. Използването на подходящ ELISA или хистохимичен метод (Demir et al., 2017), биха предоставили един прецизен и достъпен „инструмент", който да повиши ефективността и успеваемостта при прилагането на асистирани репродуктивни техники.
Литература:
Achache H, Revel A. 2006. Endometrial receptivity markers, the journey to successful embryo implantation. Hum. Reprod. Update 12(6): 731-746.
Aghajanova L, Stavreus-Evers A, Nikas Y, Hovatta O, Landgren BM. 2003. Coexpression of pinopodes and leukemia inhibitory factor, as well as its receptor, in human endometrium. Fertil. Steril. 79 (Suppl. 1): 808-814.
Aghajanova L. 2010. Update on the role of leukemia inhibitory factor in assisted reproduction. Curr. Opin. Obstet. Gynecol. 22(3): 213-219.
Aplin JD. 1999. MUC-1 glycosylation in endometrium: possible roles of the apical glycocalyx at implantation. Hum. Reprod. 14(Suppl. 2): 17-25.
Ceydeli N, Kaleli S, Calay Z, Erel CT, Akbas F, Ertungealp E. 2006. Difference in alpha(v)beta3 integrin expression in endometrial stromal cell in subgroups of women with unexplained infertility. Eur. J. Obstet. Gynecol. Reprod. Biol. 126(2): 206-211.
Charnock-Jones DS, Sharkey AM, Fenwick P, Smith SK. 1994. Leukaemia inhibitory factor mRNA concentration peaks in human endometrium at the time of implantation and the blastocyst contains mRNA for the receptor at this time. J. Reprod. Fertil. 101(2): 421-426.
Demir M, Ince O, Ozkan B, Kelekci S, Sutcu R, Yilmaz B. 2017. Endometrial flushing aVp3 integrin, glycodelin and PGF2a levels for evaluating endometrial receptivity in women with polycystic ovary syndrome, myoma uteri and endometrioma. Gynecol. Endocrinol. 33(9): 716-720.
Edwards RG. 1994. Implantation, interception and contraception. Hum. Reprod. 9(6): 985-995.
Lessey BA, Ilesanmi AO, Lessey MA, Riben M, Harris JE, Chwalisz K. 1996. Luminal and glandular endometrial epithelium express integrins differentially throughout the menstrual cycle: implications for implantation, contraception, and infertility. Am. J. Reprod. Immunol. 35(3): 195-204.
Lessey BA. 1998. Endometrial integrins and the establishment of uterine receptivity. Hum. Reprod. 13(Suppl. 3): 247-258.
Trolice MP, Amyradakis G Biomarkers related to endometrilal receptivity and implantation. In: PR Bin Wu, Editor. Advances in Embryo Transfer. Rijeka, Croatia: InTech, University Campus SRTep, 2012.
