Морфогенетичні особливості гіперпластичних процесів ендометрія

Abstract

Актуальність дослідження гіперпластичних процесів ендометрія (ГПЕ) обумовлена значною поширеністю цієї патології у жінок різного віку, високим потенціалом до переродження в ендометріальний рак, впливом на репродуктивну функцію, а саме – вони є причиною непліддя. ГПЕ можуть значно погіршити якість життя жінок через симптоми, такі як аномальні маткові кровотечі, кровотечі в період менопаузи, біль, психологічний дискомфорт. Лікування та менеджмент ГПЕ вимагають значних фінансових витрат як для системи охорони здоров’я, так і для пацієнток. Дослідження ГПЕ сприяють розвитку медичних технологій, таких як новітні методи діагностики (наприклад, молекулярні маркери). Покращення діагностики та лікування сприятиме поліпшенню загального стану здоров'я і якості життя пацієнток. ГПЕ є одними із найбільш поширених гінекологічних захворювань у світі. В Україні не існує статистичних даних щодо їх розповсюдження. До ГПЕ відноситься гіперплазія ендометрія (ГЕ) та поліпи ендометрія (ПЕ), серед яких виділяють залозисті, залозисто-фіброзні та фіброзні ПЕ (ЗПЕ, ЗФПЕ, ФПЕ відповідно). ГПЕ є естрогензалежними гіперпроліферативними патологіями матки, які виникають на фоні хронічної гіперестрогенії при відносній прогестероновій недостатності. Естрогени виконують свою роль головним чином шляхом взаємодії з рецепторами естрогену альфа (ERα). Останні є ліганд-залежними факторами транскрипції, які регулюють транскрипцію генів через елементи відповіді на естрогени, тим самим реалізуючи нормальні біологічні їх функції. Однак аномальна передача сигналів ERα може призвести до багатьох розладів, включаючи різні види гіперпроліферативних захворювань, в тому числі ГПЕ. ERα кодується геном ESR1, який розташований на хромосомі 6q25 і має вісім екзонів та сім інтронів. Гени, що кодують ERα, мають багато поліморфних варіантів, одним із найважливіших з яких з клінічної точки зору є однонуклеотидний поліморфізми PvuII (rs2234693), який виникає внаслідок заміни тиміну (T) на цитозин (C) у першому інтроні гена. Модифікації в гені ESR1 призводять до порушення рецептивності гормональних рецепторів. Циклооксигеназа-2 (ЦОГ-2) бере участь у синтезі простагландинів із арахідонової кислоти. Вона відіграє роль у регуляції стійкості до апоптозу, індукції проліферації, ангіогенезу. Eкспресія ЦОГ-2 стимулюється різними факторами росту, цитокінами та простагландинами, що пов’язано із запальною відповіддю та розглядається як прогностичний фактор злоякісності. Вона є індикатором неопластичної трансформації нормальних клітин у пухлинні. Рівень експресії ЦОГ-2 слугує прогностичним маркером для таргетної терапії. Враховуючи актуальність даної теми представлена дисертаційна робота присвячена вивченню поширеності гіперпластичних процесів ендометрія у Сумському регіоні, особливостей їх клінічних проявів, їх морфологічній, імуногістохімічній та молекулярно-генетичній діагностиці. Для досягнення поставленої мети було виконано набір 95 пацієнток з діагнозом ГЕ чи ПЕ, що був гістологічно верифікований після хірургічного лікування, а саме – гістерорезектоскопії, на базі Сумського обласного клінічного онкологічного центру (Суми, Україна) протягом 2020-2022 років. Ці пацієнтки склали основну групу. Для дослідження поліморфізму PvuII гена ESR1 додатково була сформована контрольна група, що складалася з 80 жінок без ГПЕ. З дослідження виключено зразки тканин, які були отримано від жінок, які приймали нестероїдні протизапальні засоби, гормони та антигормональні препарати. Всі випадки було розподілено на три групи, залежно від отриманого результату гістологічного дослідження. До І групи ввійшло 29 зразків з неатиповою ГЕ; до ІІ групи – 11 зразків із ЗПЕ; до ІІІ групи – 55 зразків із ЗФПЕ. З метою досягнення поставлених завдань використовували наступні методи дослідження: загальноклінічні, морфологічні, імуногістохімічні, молекулярно-генетичні та методи статистичного аналізу. Дані анамнезу, клінічні прояви, результати морфологічних, імуногістохімічних та генетичних досліджень заносили до спеціально сформованої бази даних. Виконано збір та аналіз кількості пролікованих випадків ГПЕ у Сумському регіоні у період 2011 – 2020 років. За результатами наукового дослідження спостерігалося збільшення загальної захворюваності на ГПЕ. Пік їх захворюваності припадав на 2016 рік. Прослідковувся зв’язок між захворюваністю на ГПЕ та віком. У старших вікових групах виявлене переважання локальних форм ГПЕ з фіброзним компонентом. Зростає кількість безсимптомного перебігу ГПЕ. У 51% випадків вони були асоційовані з підвищеним індексом маси тіла або ожирінням, що має ключове значення як постійний фактор ризику прогресування гіперплазії ендометріального комплексу та пухлинної трансформації. Приблизно третина випадків ГПЕ характеризується рецидивуючим перебігом, наявністю супутніх гіперпроліферативних захворювань (ендометріозу, лейоміоми матки), а також екстрагенітальної патології, що підкреслює необхідність застосування комплексного підходу в діагностиці та лікуванні цих пацієнток. Аналіз морфологічних характеристик ГПЕ показав переважання збільшення співвідношення ендометріальних залоз до строми порівняно з нормальним проліферативним ендометрієм. При ГЕ визначалися численні нерівномірно розташовані залози різної форми та розміру, інколи кістозно розширені. При цьому зберігаються характеристики залозистого епітелію, схожі на стадію проліферації. ПЕ утворювалися з базального шару ендометрія і характеризувалися локалізованим розростанням залоз та строми. ЗФПЕ характеризувалася наявністю виразної фібротизації строми. Як у стромі гіперплазованого ендометрія, так і у тканинах поліпів визначалися вогнищеві ділянки лімфоцитарної інфільтрації, що свідчить про активний реактивний процес. Вивчено особливості експресії ERα та ЦОГ-2 при ГПЕ. Позитивна експресія ERα виявлена у всіх досліджуваних зразках як в епітеліальному, так і в стромальному компонентах. Вона мала строкатий характер. Статистично достовірної різниці між групами у жінок з різними гістологічними варіантами ГПЕ щодо експресії ERα як в епітелії, так і в стромі не виявлено (F = 0,63, р = 0.54; F = 2,21, р = 0,12 відповідно). При цьому встановлено статистично достовірний менший ступінь експресії ERα у стромі як у загальній групі з ГПЕ, так і у кожній окремій групі (р < 0.05). Експресія ЦОГ-2 виявлена в епітелії всіх зразків тканин з ГПЕ. Найвищий рівень її експресії був у групі із ЗФПЕ. Статистично достовірної різниці в експресії ЦОГ-2 між трьома групами тканин з ГПЕ нами не виявлено (F = 1,81, р = 0,197). Рівні експресії цих білків не корелюють з антропометричними параметрами пацієнтів. Статистично доведено пряму кореляційну залежність між експресією ЦОГ-2 та ERα в епітелії ендометріальних залоз у групі із ЗФПЕ (r = 0,91, p = 0,013), а також пряму кореляційну залежність між експресією ERα в епітелії та стромі ендометрія у загальній групі тканин з ГПЕ (r = 0,49, p < 0,01) та із ЗФПЕ (r = 0,55, p < 0,01). Імуногістохімічна діагностика експресії ERα та ЦОГ-2 при ГПЕ є важливим інструментом для детального визначення патологічних змін в ендометрії, що дозволяє проводити диференційну діагностику між різними типами даної патології, визначати ризик їх рецидивів, прогресування, пухлинної трансформації, особливо у жінок із факторами ризику та обтяженим спадковим сімейним анамнезом. Результати імуногістохімічних досліджень експресії ERα та ЦОГ-2 можуть слугувати критеріями диференційованого підходу до вибору тактики лікування ГПЕ. Уперше вивчено розподіл варіантів генотипів за PvuІІ поліморфізмом гена ESR1 у жінок з ГПЕ у Сумському регіоні. Він був наступним: гомозиготи за основним алелем (Т/Т) – 31,6%, гетерозиготи (Т/С) – 49,5%, гомозиготи за мінорним алелем (С/С) – 18,9%. Для жінок без ГПЕ ці показники склали відповідно 30%, 52,5% та 17,5%. Статистично достовірної різниці у розподілі генотипів між жінками з ГПЕ та без них не було виявлено (χ2 = 0,163, p = 0,922). Також не було знайдено зв'язку між PvuII поліморфізмом і гістологічним типом ГПЕ (χ2 = 4,14, p = 0,387), антропометричними характеристиками пацієнток (p > 0,05), віковими категоріями (χ2 = 2,98, p = 0,560), даними анамнезу (p > 0,05), а також супутньою генітальною та екстрагенітальною патологіями (p > 0,05). Вивчений зв'язок рівня експресії ERα та ЦОГ-2 залежно від генотипу за поліморфізмом PvuII гена ESR1 при ГПЕ. Дослідження показало, що різниця між алельними групами за рівнями експресії не є статистично достовірною, з p - значеннями, що перевищують поріг статистичної значущості у всіх випадках (χ2 та F-тести показали значення p > 0.05). Науково-доведені результати поглиблюють розуміння молекулярних основ патогенезу ГПЕ. Ці дані підкреслюють потребу шукати інші генетичні чи негенетичні фактори, які можуть впливати на розвиток ГПЕ. Це вказує на важливість розширення досліджень за межами вже відомих генетичних маркерів і може спонукати до розробки більш цілісних підходів у діагностиці та лікуванні цієї патології.

The relevance of studying endometrial hyperplastic processes (EHP) is due to the significant prevalence of this pathology among women of different ages, its high potential to transform into endometrial cancer, and its impact on reproductive function, specifically being a cause of infertility. EHP can significantly impair the quality of life for women due to symptoms such as abnormal uterine bleeding, postmenopausal bleeding, pain, and psychological discomfort. The treatment and management of EHP require substantial financial expenditures both for the healthcare system and for patients. EHP are among the most common gynecological diseases in the world. There are no statistical data on their prevalence in Ukraine. EHP includes endometrial hyperplasia (EH) and endometrial polyps (EP), among which glandular, glandular fibrous, and fibrous EP (GEP, GFEP, FEP, respectively) are distinguished. EHP are estrogen-dependent hyperproliferative uterine pathologies that arise against the background of chronic hyperestrogenia with relative progesterone deficiency. Estrogens perform their role mainly through interaction with estrogen receptor alpha (ERα). These are ligand-dependent transcription factors that regulate gene transcription through estrogen response elements, thereby executing their normal biological functions. However, abnormal ERα signaling can lead to many disorders, including various types of hyperproliferative diseases, including EHP. ERα is encoded by the ESR1 gene, which is located on chromosome 6q25 and consists of eight exons and seven introns. The genes encoding ERα have many polymorphic variants, one of the most clinically significant of which is the single nucleotide polymorphism PvuII (rs2234693), which results from the substitution of thymine (T) with cytosine (C) in the first intron of the gene. Modifications in the ESR1 gene lead to impaired receptor sensitivity to hormones. Cyclooxygenase-2 (COX-2) is involved in the synthesis of prostaglandins from arachidonic acid. It plays a role in regulating resistance to apoptosis, inducing proliferation, and angiogenesis. COX-2 expression is stimulated by various growth factors, cytokines, and prostaglandins, which is associated with the inflammatory response and is considered a prognostic factor for malignancy. It is an indicator of the neoplastic transformation of normal cells into tumor cells. The level of COX-2 expression serves as a prognostic marker for targeted therapy. Given the relevance of this topic, the presented dissertation is dedicated to studying the prevalence of endometrial hyperplastic processes in the Sumy region, their clinical manifestations, and their morphological, immunohistochemical, and molecular-genetic diagnostics. To achieve the set goal, a cohort of 95 patients diagnosed with EH or EP, histologically verified after surgical treatment, namely hysteroscopic resection, at the Sumy Regional Clinical Oncology Center (Sumy, Ukraine) during 2020-2022, was recruited. These patients formed the main group. Additionally, to study the PvuII polymorphism of the ESR1 gene, a control group of 80 women without EHP was formed. Tissue samples from women who had taken non-steroidal anti-inflammatory drugs, hormones, and antihormonal medications were excluded from the study. All cases were divided into three groups based on histological examination results. Group I included 29 samples with non-atypical EH; group II – 11 samples with GEP; group III – 55 samples with GFEP. To achieve the set objectives, the following research methods were used: general clinical, morphological, immunohistochemical, molecular-genetic, and statistical analysis methods. Anamnestic data, clinical manifestations, and the results of morphological, immunohistochemical, and genetic studies were recorded in a specially created database. The collection and analysis of the number of treated EHP cases in the Sumy region during the period 2011 – 2020 were conducted. According to the research results, there was an increase in the overall incidence of EHP. The peak incidence occurred in 2016. A correlation between EHP incidence and age was observed. In the older age groups, there was a predominance of local forms of EHP with a fibrous component. The number of asymptomatic EHP cases is increasing. In 51% of cases, they were associated with an elevated body mass index or obesity, which is crucial as a constant risk factor for the progression of endometrial hyperplasia complex and tumor transformation. Approximately one-third of EHP cases are characterized by a recurrent course, the presence of concomitant hyperproliferative diseases (endometriosis, uterine leiomyoma), as well as extragenital pathology, highlighting the need for a comprehensive approach in the diagnosis and treatment of these patients. The analysis of the morphological characteristics of EHP showed a predominant increase in the gland-to-stroma ratio compared to normal proliferative endometrium. In EH, numerous unevenly distributed glands of various shapes and sizes, sometimes cystically dilated, were determined. At the same time, the characteristics of the glandular epithelium, similar to the proliferative stage, are preserved. EPs formed from the basal layer of the endometrium and were characterized by localized proliferation of glands and stroma. GFEP was characterized by pronounced stromal fibrosis. Focal areas of lymphocytic infiltration were observed in both the stroma of the hyperplastic endometrium and polyp tissues, indicating an active reactive process. The features of ERα and COX-2 expression in EHP have been studied. Positive ERα expression was found in all examined samples, both in the epithelial and stromal components, and it was heterogeneous. There was no statistically significant difference between the groups of women with different histological variants of EHP in terms of estrogen ERα in both the epithelium and stroma (F = 0.63, p = 0.54; F = 2.21, p = 0.12, respectively). At the same time, a statistically significant lower degree of ERα expression in the stroma was established both in the overall EHP group and in each individual group (p < 0.05). COX-2 expression was found in the epithelium of all tissue samples with EHP, with the highest level in the GFEP group. No statistically significant difference in COX-2 expression between the three tissue groups with EHP was found (F = 1.81, p = 0.197). The expression levels of these proteins did not correlate with the patients' anthropometric parameters. A statistically significant direct correlation between COX-2 and ERα expression in the epithelium of endometrial glands in the GFEP group (r = 0.91, p = 0.013) and a direct correlation between ERα expression in the epithelium and stroma of the endometrium in the overall EHP tissue group (r = 0.49, p < 0.01) and in the GFEP group (r = 0.55, p < 0.01) were established. Immunohistochemical diagnostics of ERα and COX-2 expression in EHP is an important tool for detailed identification of pathological changes in the endometrium, allowing differential diagnosis between different types of this pathology, determining the risk of their recurrence, progression, and malignant transformation, especially in women with risk factors and a burdened hereditary family history. The results of immunohistochemical studies of ERα and COX-2 expression can serve as criteria for a differentiated approach to the treatment strategy of EHP. For the first time, the distribution of genotype variants for the PvuII polymorphism of the ESR1 gene in women with EHP in the Sumy region has been studied. The distribution was as follows: homozygotes for the major allele (T/T) – 31.6%, heterozygotes (T/C) – 49.5%, homozygotes for the minor allele (C/C) – 18.9%. For women without EHP, these figures were 30%, 52.5%, and 17.5%, respectively. No statistically significant difference was found in the distribution of genotypes between women with and without EHP (χ2 = 0.163, p = 0.922). Additionally, no association was found between the PvuII polymorphism and the histological type of EHP (χ2 = 4.14, p = 0.387), anthropometric characteristics of patients (p > 0.05), age categories (χ2 = 2.98, p = 0.560), anamnesis data (p > 0.05), or associated genital and extragenital pathologies (p > 0.05). The relationship between the expression levels of ERα and COX-2 depending on the genotype for the PvuII polymorphism of the ESR1 gene in EHP was studied. The study showed that the difference between allele groups in expression levels is not statistically significant, with p-values exceeding the threshold of statistical significance in all cases (χ2 and F-tests showed p-values > 0.05). Scientifically proven results deepen the understanding of the molecular basis of EHP pathogenesis. These data underscore the need to search for other genetic or non genetic factors that may influence the development of EHP. This highlights the importance of expanding research beyond already known genetic markers and may encourage the development of more comprehensive approaches in the diagnosis and treatment of this pathology.