Локальное повреждение эндометрия как фактор, способствующий имплантации

Аннотация

В обзоре представлены данные литературы, показывающие взаимосвязь между исходами программы экстракорпорального оплодотворения и наличием местной воспалительной реакции в эндометрии. Отдельное внимание уделено обоснованию проведения биопсии эндометрия в качестве одного из возможных механизмов улучшения его рецепторной активности за счет повышения экспрессии ключевых молекул.

Полный текст

И мплантация бластоцисты в полость матки является ключевым моментом в наступлении беременности, и ее неудачи являются ограничивающим фактором в повышении эффективности методов вспомогательных репродуктивных технологий. Около 75% переносимых эм- брионов останавливаются в развитии до момента имплан- тации или на ранних ее этапах [28]. На сегодняшний день большинство основных направлений повышения результа- тивности программы экстракорпорального оплодотворе- ния (ЭКО) базируется на улучшении ее эмбриологических аспектов, таких как подбор адекватных сред культивирова- ния, селективный перенос эмбрионов, применение вспо- могательного хэтчинга, метода интрацитоплазматической инъекции сперматозоида (ИКСИ) в ооцит, преимпланта- ционной генетической диагностики. Напротив, лишь не- многие методы были предложены для улучшения функцио- нальной активности эндометрия. Известно, что успешная имплантация во многом зависит как от качества эмбриона, так и от морфофункциональ- ного состояния эндометрия [9]. Имеющиеся в настоящее время данные убеждают в том, что одним из возможных ме- ханизмов улучшения его рецепторной активности является проведение биопсии эндометрия в лютеиновой фазе спон- танного менструального цикла, предшествующего началу лечения. Взаимосвязь между механической травмой эндометрия и успешностью имплантации впервые была продемонстри- рована в исследованиях на животных. Еще в 1907 г. L.Loeb сообщил, что локальное повреждение внутренней поверх- ности матки в секреторной фазе у морских свинок прово- цировало резкий рост децидуальных клеток [21]. Экспери- менты на крысах показали, что внутрибрюшинное введе- ние одного из медиаторов воспаления гистамин-рилизинг- фактора также способствует индукции децидуальной трансформации стромы [12]. Следует отметить и тот инте- ресный факт, что рубец на матке после предшествовавшего кесарева сечения или других оперативных вмешательств нередко становится местом прикрепления эмбриона. Многие исследователи полагают, что аспирационная биопсия эндометрия, осуществляемая в спонтанном цикле, предшествующем циклу ЭКО, или вначале цикла стимуляции, позволяет значительно повысить частоту импланта- ции, клинических беременностей и родов, особенно при повторных неудачах имплантации в анамнезе [5, 11, 18, 19]. Вероятно, локальное повреждение эндометрия, провоци- руя воспалительный ответ, активирует восприимчивость эндометрия к бластоцисте в период окна имплантации. Воспаление всегда возникает при тканевых поврежде- ниях и является неотъемлемой частью регенеративного процесса. Его биологическая особенность заключается в приспособительной функции, которая состоит не только из сосудисто-мезенхимальной реакции на повреждение, но и из местной реакции всех гуморальных и клеточных систем защиты, направленных на ликвидацию повреждаю- щего агента и восстановление ткани [2]. Воспалительный процесс и ответная реакция на него при воздействии травмы осуществляются при участии многочисленных ме- диаторов воспаления, в том числе цитокиновой системы. Взаимодействие клеток воспалительного инфильтрата (макрофаг-лимфоцит) включает иммунную систему, од- ной из основных функций которой является обеспечение защиты от вторжения чужеродных веществ экзо- и эндо- генного происхождения с целью сохранения и поддержа- ния гомеостаза. Кроме того, она имеет решающее значение в успешной имплантации и благополучном течении бере- менности [17]. Известно, что периферические Т-лимфоциты после кон- такта с антигеном образуют субпопуляции: Т-хелперы 1 (Th1) и 2-го типа (Th2). Разделение Т-хелперных лимфоци- тов на Th1 и Th2 во многом обусловлено продукцией цито- кинов. Так, Th1 стимулирует клеточное звено иммунитета и характеризуется экспрессией провоспалительных цитоки- нов: интерлейкина (ИЛ)-1, ИЛ-2, ИЛ-6, ИЛ-12, ИЛ-15, ИЛ-18, фактора некроза опухоли α (ФНО-α), интерферона-γ (ИФН-γ). Тh2 обеспечивает гуморальный иммунный ответ и продукцию регуляторных цитокинов - ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-10, ИЛ-13, ИЛ-10 и гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора (ГМ-КСФ) [16]. Течение физиологической беременности ассоцииро- вано со сдвигом цитокинового профиля в сторону пре- обладания продукции Th2-противовоспалительных цито- кинов при одновременном угнетении синтеза цитокинов ВСПОМОГА Т ЕЛЬНЫЕ РЕПРОДУКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Th1. Однако, согласно исследованиям последних лет, про- цесс имплантации бластоцисты сопровождается разными морфологическими, клеточными и молекулярными изме- нениями в эндометрии, подобными воспалительной реак- ции, в ходе которой преобладает экспрессия провоспали- тельных цитокинов (Th1), таких как ИЛ-6, лейкемия-инги- бирующий фактор (ЛИФ), ИЛ-8 и ФНО-α [23]. При отсут- ствии беременности Th1-клетки способствуют апоптозу и отторжению эндометрия. Очевидно, рецептивность эндо- метрия тесно связана с воспалительным ответом и повыше- нием продукции провоспалительных цитокинов и клеток иммунной системы. Предполагается, что успешная имплан- тация является вторичной по отношению к развитию вос- палительной реакции, связанной с травмой. В соответствии с этим провоспалительные цитокины способны индуцировать апоптоз и повреждать клетки тро- фобласта прямо или опосредованно через активацию мак- рофагов и могут являться причиной прерывания беремен- ности в I триместре. Кроме того, избыточная продукция провоспалительных цитокинов ограничивает инвазию трофобласта, задерживает нормальное развитие плаценты, усиливает протромбиназную активность, активирует меха- низмы коагуляции, тем самым вызывая тромбозы и от- слойку трофобласта [4]. Интересен и тот факт, что под влиянием цитокинов Th1 повышается Th2-цитокиновая продукция [31]. Таким обра- зом, нормальное соотношение баланса лимфоцитов Th1/Th2 в строме эндометрия способствует успешной ин- вазии трофобласта и обусловливает возможность развития неосложненной беременности. Клетки иммунной системы Высокий уровень провоспалительных Th1-цитокинов и ИЛ-6, ИЛ-8, ФНО-α характерен для ранней имплантации. Эти молекулы могут секретироваться эндометриальными клетками, а также клетками иммунной системы, рекрутиро- ванными к месту имплантации. В период окна импланта- ции в эндометрии содержится большое количество имму- нокомпетентных клеток, которые являются одними из важ- нейших во взаимодействии эмбриона с эндометрием. Есте- ственные киллерные клетки (NK-клетки) представляют са- мую большую популяцию лимфоцитов (65-70%), на долю же антигенпрезентирующих клеток, таких как макрофаги, приходится около 10-20%, дендритные клетки (ДК) состав- ляют 2-4% [15]. NK-клетки играют важную роль в регуляции материн- ского иммунного ответа на инвазию трофобласта, ремоде- лирование спиральных артерий, регуляцию дифференци- ровки клеток стромы и являются источником разных цито- кинов и факторов роста, таких как ФНО, ИЛ-8, ИЛ-10, ИЛ-1β, трансформирующий фактор роста β1 (ТФР-β1), КСФ-1, ЛИФ и ИФН-γ [13]. Типичными маркерами NK-клеток являются молекулы адгезии CD56 и рецептор для Fc-фрагмента имму- ноглобулина СD16 [3]. Количество NK-клеток значительно возрастает в строме эндометрия в секреторную фазу мен- струального цикла, а также в I триместре беременности. По- вышение числа эндометриальных NK-клеток приводит к бесплодию, повторным неудачам имплантации, привыч- ному невынашиванию беременности [30]. ДК являются гетерогенной клеточной популяцией, кото- рая активирует и регулирует адаптивный иммунитет. ДК матки необходимы для активации Т-клеточного ответа, опо- средующего иммунную толерантность матери к полуалло- генному плоду, несущему набор антигенов матери и отца. Макрофаги и ДК накапливаются в большом количестве в ме- сте имплантации и присутствуют в децидуальной оболочке в течение всей беременности, продуцируя факторы роста, хе- мокины и цитокины, регулирующие имплантацию бласто- цисты, ангиогенез и в последующем, при прогрессировании беременности - развитие плаценты [27]. В доношенном сроке беременности ДК активируют иммунную систему в на- правлении синтеза противовоспалительных цитокинов Th2-типа на фоне снижения провоспалительных цитокинов Th1, которые оказывают влияние на процессы созревания шейки матки и подготовки к родам [24]. Макрофаги являются высокодифференцированными представителями системы мононуклеарных фагоцитов и играют центральную роль в инициации и развитии иммун- ных процессов. Они способствуют регуляции баланса си- стемы про- и противовоспалительных цитокинов, необхо- димых для успешной имплантации, защиты эмбриона от микробной инфекции, а также являются продуцентами прогестерона и широкого спектра биологически активных молекул [29]. Таким образом, иммунокомпетентные клетки способ- ствуют созданию в эндометрии локальной иммуносупрес- сии, являющейся необходимым условием для нормальной нидации и имплантации, полноценного развития эм- бриона. Кроме того, они выступают в качестве одних из ос- новных факторов формирования в эндометрии благопри- ятного микроокружения для трофобласта за счет продук- ции цитокинов и экспрессии молекул адгезии. В ряде недавних исследований было показано, что повы- шение уровня клеток иммунной системы в эндометрии в результате проведения пайпель-биопсии положительно коррелирует с успехом наступления беременности. В част- ности, S.Narvekar и соавт. исследовали влияние биопсии эн- дометрия на исходы ЭКО у 99 пациенток в возрасте до 37 лет с предыдущими неудачными попытками при пере- носе эмбрионов исключительно хорошего качества. В группе сравнения (n=49) пайпель-биопсия была прове- дена в цикле, предшествующем переносу эмбрионов, 2 раза: в день гистероскопии, на 7-10-й день менструаль- ного цикла (ДМЦ) и повторно - на 24-25-й ДМЦ. Частота имплантации (13,07 и 7,1% соответственно; р=0,04), клини- ческих беременностей (32,7% против 13,7%; р=0,01) и рож- даемости (22,4% против 9,8%; р=0,04) в группе вмешатель- ства была выше, чем у пациенток контрольной группы [5]. Важно отметить, что проведение биопсии оказывает по- ложительный эффект на восприимчивость эндометрия в последующем цикле. Результаты, свидетельствующие об этом, продемонстрированы A.Barash и соавт. Они показали, что биопсия эндометрия на 8, 12, 21, 26-й день в спонтан- ном цикле, предшествующем циклу ЭКО, более чем в 2 раза увеличивает частоту имплантации (22,7% против 14,2%), клинических беременностей (66,7% против 30,3%) и рож- дения живого ребенка (48,9% против 22,5%) [19]. По всей видимости, клетки иммунной системы в месте повреждения могут формировать «память ткани», обес- печивающую успех имплантации в последующем цикле лечения. Действительно, моноциты - клетки-предшествен- ницы макрофагов и ДК, рекрутированные в поврежденную зону, принимают активное участие в процессах репарации и последующем заживлении ткани. Очевидно, они могут сохранять свою активность в тканях на протяжении не- скольких месяцев и в ответ на повышение синтеза цитоки- нов, в частности ФНО-α, дифференцируются в резидент- ные макрофаги или ДК [22]. Таким образом, иммунокомпе- тентные клетки, играющие важную роль в процессе клеточ- ного обновления и дифференцировки тканей, обеспечи- вают оптимальную восприимчивость эндометрия к нида- ции эмбриона у женщин после проведения пайпель-био- псии. В 2012 г. T.El-Toukhy и соавт. опубликовали систематиче- ский обзор и метаанализ исследований о влиянии местной травмы эндометрия на исходы последующего цикла ЭКО. Анализ проводился по результатам двух рандомизирован- ных (n=193) и шести нерандомизированных контролируе- мых исследований (n=708). В обзор были включены 8 иссле- дований, сравнивающих результаты эффективности ЭКО у пациенток, которым проводилась пайпель-биопсия эндо- метрия в цикле, предшествующем стимуляции, и у женщин, которым данное вмешательство не выполнялось. Основным критерием оценки была частота клинической беременности и родов. Частота проведения аспирационной биопсии варь- ировала от 1 до 4 раз (в пяти исследованиях - 1, в двух иссле- дованиях - 2; в одном - 4 раза). Профилактическое приме- нение антибиотиков в течение 3-7 дней после процедуры было назначено в 3 из 7 исследований. Метаанализ показал, что частота клинической беременности была значимо выше у пациенток, которым проводилась биопсия эндометрия по сравнению с женщинами, которым данное вмешательство не проводилось как в рандомизированных (относительный риск - ОР 2,63, 95% доверительный интервал - ДИ 1,39-4,96; р=0,003), так и в нерандомизированных исследованиях (ОР 1,95, 95% ДИ 1,61-2,35; р<0,00001). В одном исследовании те- кущий коэффициент рождаемости не достиг значимого по- вышения (ОР 2,29, 95% ДИ 0,86-6,11) [7]. В свою очередь, M.Kаrimzadeh и соавт. выявили достовер- ное повышение в группе сравнения частоты имплантации (10,9% против 3,38% в группе контроля) и наступления бе- ременности (27,1% против 8,9% в группе контроля ) при проведении аспирационной биопсии эндометрия на 21-26-й ДМЦ [18]. A.Raziel и соавт. выполнили исследова- ние «случай-контроль» по изучению эффективности пай- пель-биопсии эндометрия у 60 пациенток с высоким пока- зателем неудач имплантации в нативных циклах ЭКО/ИКСИ (при переносе более 4 эмбрионов в анамнезе). Было отмечено значимое повышение частоты импланта- ции (11% против 4%; р=0,02), клинической (30% против 12%; р=0,02) и прогрессирующей беременности (22% про- тив 8%; р=0,07) в группе пациенток, которым была прове- дена пайпель-биопсия на 21 и 26-й ДМЦ по сравнению с группой, в которой вмешательство не проводилось [11]. В то же время другие авторы приводят диаметрально противоположные данные.Так, M.Baum и соавт. включили в исследование 36 пациенток от 18 до 41 года с тремя и более повторными неудачами имплантации. В исследуемой группе (n=18) биопсия эндометрия производилась 2 раза, на 9-12 и 21-24-й ДМЦ, предшествующего лечению мето- дом ЭКО. В группе контроля (n=18) катетер Pipelle de Cor- nier был введен только в канал шейки матки (плацебо). Ча- стота имплантации (2,08% против 11,11%; р=0,1), клиниче- ских беременностей (0% против 31,25%; р<0,05) и живо- рождения (0% против 25%; р=0,1) была ниже в группе иссле- дования по сравнению с контрольной. Авторы предпола- гают, что данный вид вмешательства может способствовать формированию плацебо-эффекта и положительной уста- новки на успешность результатов лечения, а также высво- бождению локальных факторов в шейке матки. Однако данная гипотеза требует дальнейшего изучения [6]. Цитокины В окне имплантации клетки трофобласта обмениваются сигналами с клетками эндометрия и лимфоидными клет- ками. Медиаторами этих сигналов являются цитокины и белки поверхности клеток. Цитокины представляют собой группу белково-пептидных факторов межклеточного и межсистемного взаимодействия, чье биологическое дей- ствие опосредовано с помощью специфических рецепто- ров и связано с большинством процессов в организме, в том числе с имплантацией и иммунным ответом. В 1979 г. для их обозначения и систематизации был предложен тер- мин ИЛ, т.е. медиаторы, осуществляющие связь между лей- коцитами, однако биологические эффекты цитокинов рас- пространяются далеко за пределы иммунной системы, и поэтому более приемлемым стал ранее предложенный тер- мин «цитокины», сохранившийся до сих пор [1]. Переход невосприимчивого эндометрия в рецептивный включает в себя функциональные изменения в нем, во мно- гом определяемые стимуляцией разных цитокинов, факто- ров роста, транскрипции и простагландинов [10]. Количе- ственный и качественный состав цитокинового профиля влияет на успех имплантации и развитие беременности. Проведение аспирационной биопсии эндометрия модули- рует повышение экспрессии провоспалительных цитоки- нов в эндометрии, обеспечивая его рецептивность в отно- шении бластоцисты. Полагают, что провоспалительные цитокины ИЛ-1 и ФНО-α способствуют стимуляции ангио- генеза и продукции ЛИФ. В контролируемом клиническом исследовании Y.Gnain- sky и соавт. у пациенток с ранее неэффективными попыт- ками ЭКО было выявлено повышение уровня экспрессии цитокинов как в группе женщин (n=42), которым в спон- танном менструальном цикле проводилась биопсия эндометрия 2 раза (на 8-13 и 20-23-й день), так и в группе жен- щин (n=22), которым проводилась пайпель-биопсия 1 раз, в окне имплантации. Кроме того, в биоптатах эндометрия, взятых в «окне имплантации», отмечено повышение кон- центраций белка ростового регуляторного онкогена-α (GRO-α), ИЛ-15 и макрофагального воспалительного белка 1β (MIP-1β; р=0,02, p=0,006, p=0,031 соответственно). Ав- торы показали, что продукция ФНО-α положительно кор- релирует с уровнями экспрессии MIP-1β (r=0,67; р<0,0001). Была также обнаружена положительная корреляция между уровнями макрофагов/ДК, экспрессией MIP-1β, ФНО-α и наступлением беременности [20]. Полагают, что MIP-1β способствует дополнительному привлечению макрофагов/децидуальных клеток в эндо- метрии. Таким образом формируется положительная об- ратная связь, что приводит к активации рецептивности эн- дометрия у пайпель-леченных пациентов, модулированной иммунными клетками, завербованными MIP-1β. По-види- мому, биопсия, взятая в окне имплантации, за счет индук- ции экспрессии ФНО-α и MIP-1β, способствует переходу нерецептивного эндометрия в восприимчивый и, как след- ствие, положительно коррелирует с наступлением бере- менности. Как известно, ФНО-α - провоспалительный Th-1-цито- кин, играет важную роль в физиологии и патологии эндо- метрия на ранних этапах имплантации, регуляции ангио- генеза, апоптоза, пролиферации, дифференциации и миг- рации лейкоцитов в эндометрии. В 1985 г. его идентифици- ровал Lloyd Old. Цитокин продуцировался в ответ на акти- вацию иммунной системы и был способен проявлять цито- токсичность, блокируя рост опухолевых клеток и вызывая некроз определенных опухолей у мышей [1]. ФНО-α имеет важное значение в активации воспалительного ответа, ин- дуцированного травмой, что усиливает экспрессию других цитокинов и хемокинов, которые, в свою очередь, рекрути- руют макрофаги и ДК в месте повреждения [14]. Таким об- разом, ФНО является необходимым звеном в индукции адаптивного иммунитета. Так, Y.Kalma и соавт. исследовали методом обратной транскрипции-полимеразной цепной реакции в режиме реального времени образцы эндометрия, взятые после проведения пайпель-биопсии на 11-13 и 21-24-й ДМЦ. В результате было выявлено увеличение экспрессии 183 ге- нов и снижение синтеза 39 генов. Следует отметить, что наибольший уровень экспрессии впервые в эндометрии продемонстрировал трансмембранный белок уроплакин, специфичный для эпителия мочевого пузыря (bladder- transmembranal uroplakin lb). Наряду с указанным ранее ге- ном было выявлено повышение экспрессии мРНК генов муцина 1 (MUC-1), кристаллина альфа-B (crystallin alpha-B), ламинина-α-4 (laminin-α-4), матриксной металлопротеи- назы 1 (MMП-1), аполипопротеина D (apo-D). Авторы пред- положили, что механическая травма эндометрия увеличи- вает секрецию молекул, подготавливающих эндометрий к имплантации путем регулирования клеточной пролифера- ции, дифференцировки и адгезии [8]. Установлено, что у пайпель-леченных пациентов также возрастает продукция остеопонтина (ОП) в эндометрии. ОП обладает свойствами про- и противовоспалительного цитокина, а также, являясь лигандом интегринов, выступает в качестве молекулы адгезии в процессе имплантации тро- фобласта [25]. Синтез данного фактора стимулируется ИЛ-1, ТФР-β, ФНО-α, ИФН-γ, эстрогеном и прогестероном. ОП способствует дополнительному привлечению и актива- ции макрофагов, лимфоцитов и ингибирует продукцию ва- зодилататора - оксида азота и ММП-2. Обнаружена поло- жительная корреляция между уровнем ОП в эндометрии и исходами беременности. В литературе также имеются данные о благоприятном влиянии на исходы беременности у пациенток ЭКО других форм инструментальных вмешательств, таких как диагно- стическая гистероскопия и раздельное выскабливание сли- зистой цервикального канала и стенок полости матки. Си- стематический обзор и метаанализ T.El-Toukhy и соавт., объ- единивший результаты пяти исследований (n=1691), показал, что у женщин, которым была проведена офисная гисте- роскопия в цикле, предшествующем ЭКО, повышалась ча- стота наступления клинической беременности в последую- щем цикле (обобщенный ОР 1,75, 95% ДИ 1,51-2,03) [26]. Предположительно аспирационная биопсия эндометрия моделирует и активирует накопление клеток иммунной си- стемы в месте травмы, что, в свою очередь, стимулирует продукцию ключевых молекул, облегчающих взаимодей- ствие между эмбрионом и эпителием матки. Тем не менее тактика подготовки пациенток к программе ЭКО с помо- щью этой минимально инвазивной процедуры требует дальнейшего изучения. В доказательной медицине нет еди- ного мнения относительно необходимости, оптимального времени, частоты и техники проведения пайпель-биопсии женщинам с повторными неудачами имплантации. Для ши- рокого применения этого метода в клинической практике в качестве подготовки пациенток к программе ЭКО не- обходимы разработка единого подхода к лечению и конт- роль его эффективности, что требует дальнейшего прове- дения крупномасштабных рандомизированных контроли- руемых исследований.