Transkriptom celic kumulusa in endometrija pri neplodnih bolnicah z debelostjo in s sindromom policističnih jajčnikov zdravljenih z metforminom in liraglutidomŠalamun, Vesna (Avtor) Vrtačnik Bokal, Eda (Mentor) LOVREČIĆ, LUCA (Komentor) liraglutiddebelostPCOSneplodnostzunajtelesna oploditevendometrijkumulusna celicagenska ekspresijaDebelost se pri ženskah s sindromom policistični jajčnikov (PCOS) pojavlja med 40 in 80 %. Poveča tveganje za razvoj PCOS in vpliva na reproduktivne značilnosti. Debelost in PCOS sta povezana z anovulacijo, zmanjšano plodnostjo, povečanim tveganjem za splav in s slabšim izidom nosečnosti pri novorojenčkih in materi. Gre za motnjo pri delovanju osi hipotalamus-hipofiza-jajčniki, kar vodi do anovulacij, ostali vzroki pa so v spremenjeni kakovosti jajčnih celic in receptivnosti endometrija. Znano je, da debelost negativno vpliva na spontano zanositev, kar potrjuje podaljšani čas do zanositve, prav tako pa negativno vpliva na izid postopkov zunajtelesne oploditve (ZTO). Znižana stopnja živorojenosti je v negativni povezavi z indeksom telesne mase. Izrazito slaba prognoza je pri ženskah, pri katerih je debelost kombinirana s PCOS. Zmanjšana plodnost pri debelosti je lahko posledica povišane inzulinske rezistence, oksidativnega stresa, lipotoksičnosti ali kroničnega vnetja. Čeprav je hujšanje izborna metoda zdravljenja neplodnosti pri bolnicah z debelostjo in s PCOS, so načini zmanjšanja telesne mase (diete, fizična aktivnost, metformin) v klinični praksi pogosto nezadovoljivi. Novejše raziskave so zato usmerjene v iskanje novih učinkovitih načinov zmanjšanja telesne mase. Na Kliničnem oddelku za endokrinologijo, diabetes in presnovne bolezni Interne klinike UKC Ljubljana so razvili izviren način zmanjšanja telesne mase pri bolnicah z debelostjo in s PCOS s kombiniranim zdravljenjem z metforminom in liraglutidom, ki je analog glukagonu podobnega peptida-1 (GLP-1). Dokazali so pomembno zmanjšanje telesne mase v primerjavi z do sedaj uporabljenim zdravljenjem z metforminom. Dejstvi, da so receptorji za GLP-1 (GLP-1R) anatomsko porazdeljeni po celotnem reproduktivnem sistemu in da so opaženi učinki GLP-1 na predkliničnih modelih in v kliničnih raziskavah v reproduktivnem sistemu, nakazujeta na vlogo GLP-1 v povezavi z reproduktivnim in metabolnim sistemom. Predklinični rezultati kažejo, da ima GLP-1 večinoma spodbujevalni učinek na os hipotalamus-hipofiza. Farmakološko spodbujanje z GLP-1R zavira delovanje gonadotropinov v hiperkaloričnih stanjih metaboličnega neravnovesja. Predvideva se, da imajo GLP-1 in GLP-1 agonisti (GLP-1A) tudi protivnetne in antifibrotične učinke na različna periferna reproduktivna tkiva, kot so jajčniki, endometrij in testisi, ki so spremenjeni pri debelosti, sladkorni bolezni in PCOS. V raziskavi smo želeli ugotoviti, ali zmanjšanje telesne mase s kombinacijo metformina in liraglutida pri preiskovankah z debelostjo in s PCOS vpliva na kakovost jajčnih celic in receptivnost endometrija v času vgnezditvenega okna in posledično na stopnjo oploditve ter zanositve. Klinične rezultate smo preverili in pojasnili z analizo celotnega transkriptoma endometrijskih celic v času predvidenega vgnezditvenega okna in z izražanjem genskih označevalcev patofiziološko pomembnih procesov v kumulusnih celicah (KC). Petnajst preiskovank smo neposredno pred vstopom v postopek ZTO vključili v 12-tedensko zdravljenje z metforminom in liraglutidom (raziskovalna skupina). Petnajst preiskovank ni bilo zdravljenih pred vstopom v postopek ZTO (kontrolna skupina) V raziskovalni skupini je 2/3 preiskovank shujšalo za najmanj 5 % izhodiščne telesne mase. Primerljivi rezultati so bili doseženi tudi z zmanjšanjem obsega pasu in znižanjem mase, volumna in površine visceralnega maščobnega tkiva, izboljšanjem metabolnih ter nekaterih endokrinoloških značilnosti. Primerjava rezultatov ZTO med raziskovalno in kontrolno skupino ni pokazala razlik glede porabljenih odmerkov gonadotropinov in izidov postopkov. Poleg štirih preiskovank iz raziskovalne skupine, ki so zanosile v postopku ZTO, sta spontano zanosili še dve preiskovanki, ena med prejemanjem terapije in ena po neuspelem postopku ZTO. Primerjava endometrijskih transkriptomov raziskovalne in kontrolne skupine je pokazala, da je bilo izražanje 1036 genov statistično značilno različno med skupinama (p ? 0,05); v raziskovalni skupini je bilo 478 genov bolj izraženih in 558 genov manj izraženih. Med njimi so bili taki geni, ki smo jih lahko povezali z delovanjem liraglutida (PCSK2, ACTN3 in NOS2). Z analizo poglavitnih komponent variance vseh transkriptomov smo ugotovili, da se glede na ovulatorni status ločijo na ovulatorno in anovulatorno podskupino. Z namenom izključitve anovulatornih vplivov na endometrij smo izvedli primerjavo transkriptomov endometrija med ovulatornima podskupinama. Ugotovili smo, da sta se ovulatorni podskupini razlikovali; 822 genov je bilo bolj in 408 manj izraženih. Med njimi so bili taki geni, ki smo jih lahko povezali z delovanjem liraglutida (GSK3, TAC1 in CCKBR). Z namenom natančnejšega razumevanja bioloških mehanizmov hujšanja z zdravili smo na podlagi različno izraženih genov izvedli funkcionalne analize transkriptomov. Med ugotovljenimi mehanizmi, ki najpomembneje določajo in vmeščajo pridobljene biološke poti v patofiziologijo hujšanja z zdravili, so mehanizem aktivacije GLP-1R, vnetje, oksidativni stres, presnova glukoze in poraba energije ter apoptoza. S primerjanjem transkriptomov raziskovalne in kontrolne skupine smo izdelali gensko omrežje, ki je posledica vpliva hujšanja z zdravili na endometrij. Središčni gen omrežja je YWHAG, liraglutid pa deluje predvidoma preko gena AKT. Najpomembnejše gensko omrežje, ki smo ga pridobili s primerjavo ovulatorne raziskovalne in kontrolne podskupine, je bilo omrežje s središčnim genom SF3A2. Liraglutid je predvidoma deloval na nivoju genov PGRMC2 in MAPK. Analizirali smo izražanje genov KCzrelih jajčnih celic, ki smo jih pridobili iz kompleksa kumulus – jajčna celica. Izmed osmih izbranih genskih biooznačevalcev, ki so pomembni pri razvoju kakovostnih jajčnih celic, sta se dva pomembno ločevala, ko smo primarjali raziskovalne in kontrolne KC. Izražanje inzulinskega in progesteronskega receptorja je bilo v raziskovalni skupini pomembno višje kot v kontrolni. Ugotovili smo, da je hujšanje z zdravili vplivalo na antropometrične značilnosti preiskovank in izboljšalo metabolno ter androgeno funkcijo. Dokazali smo, da je hujšanje z liraglutidom in metforminom pri preiskovankah z debelostjo in s PCOS spremenilo izražanje genov endometrija v času vgnezditvenega okna. Prav tako smo dokazali, da je hujšanje z liraglutidom in metforminom pri preiskovankah z debelostjo in PCOS vplivalo na različno izražanje določenih genskih biooznačevalcev, pomembnih za razvoj jajčne celice. Kljub temu, da se s hujšanjem z zdravili niso izboljšali klinični rezultati postopkov ZTO, so se izboljšali antropometrični, metabolni in endokrinološki parametri, kar potrjuje upravičenost uvedbe tovrstnega hujšanja pri neplodnih bolnicah z debelostjo in s PCOS. V prihodosti bi bilo treba raziskati, kako tako hujšanje vpliva na zmožnost spontanih zanositev.20212021-11-03 10:45:46Doktorsko delo/naloga132787VisID: 19882COBISS_ID: 122075651sl