Детализация состава микробиоты смешанного типа при различных фенотипах эндометрия представлена на рис. 14.
)
Достоверных различий видового и количественного состава микробиоты матки в группах не выявлено, однако микроорганизмы Gardnerella vaginalis и Streptococcus spp. обнаружены только при пролиферативном фенотипе.
Особенности дисбиотичного профиля микробиоты эндометрия представлены на рис. 15.
)
Основу нелактобациллярного типа микробиоты эндометрия при различных фенотипах составляли вагиноз-ассоциированные инфекты с вариабельностью бактериальной ДНК в диапазоне 103-107 ГЭ/мл. Микроорганизмы Gardnerella vaginalis, Ureaplasma spp. и миксты Atopobium vaginae/Enterobacteriaceae в высоких титрах (105-107 ГЭ/мл) определяли только при ХЭ. По частоте и степени обсемененности другими представителями условно-патогенной флоры достоверных различий не выявлено (103 КОЕ/мл). Облигатных патогенов в эндометрии всех обследованных женщин не выявлено.
Обсуждение
Женщин с нормальным фенотипом эндометрия отличала сбалансированность секреции цитокинов при умеренной активации воспалительной молекулярной сети, модулируемой клетками стромы для контроля имплантации, миграции и инвазии трофобласта. Провоспалительный Th1-иммунный ответ рассматривают как необходимую для имплантации бластоцисты активность биологически активных веществ, сочетанную с децидуальной модификацией структур эндометрия [18]. Ведущую роль в управлении сетью иммунорегуляторных молекул связывают с гиперэкспрессией TNFα, высвобождаемого маточными макрофагами, развитием не только местного воспалительного ответа, но и индукцией толерогенных свойств дендритных клеток [19].
Полагаем, что преобладание в эндометрии лактобациллярного типа микробиоты следует рассматривать с позиций участия в ограничении воспалительного иммунного ответа и активации механизма иммунологической толерантности в присутствии Treg-доминанты в соотношении Treg/Th17 [15]. Именно эти иммуномикробные взаимодействия выступают критерием вероятности имплантации бластоцисты. Очевидно, микробный гомеостаз в эндометрии формирует не только устойчивость к колонизации условно-патогенной флорой, но и способность к экспрессии генов, влияющих на адекватный уровень рецепторов к стероидным гормонам в фазу "имплантационного окна" [20].
Воспалительный тип иммунорегуляции при ХЭ определяла избыточность экспрессии в железистом эпителии эндометрия провоспалительных цитокинов в сравнении с противовоспалительными (повышение TNFα - в 1,1 раза, GM-CSF, СXCL16, BCA1 - в 1,2 раза, снижение IL-10 - в 2 раза). В клетках стромы эндометрия уровень экспрессии GM-CSF, TNFα, СXCL16 оказался достоверно выше, чем в контроле, - в 1,2 раза, IL-10 - в 1,8 раза ниже, уровень TGF-β был наименьшим в сравнении с прочими группами (1 балл).
Показатель иммунорегуляторного индекса TNFα/IL-10 в железистых клетках, равный 2,5 (при норме 1,1 в железистых клетках), позволяет утверждать, что основу патогенеза фенотипа хронического воспаления эндометрия составляют нарушения молекулярных взаимодействий иммунокомпетентных клеток.
В группе с нормальным фенотипом эндометрия умеренное возрастание TNFα необходимо для правильной дифференцировки и развития клеток трофобласта, при ХЭ гиперэкспрессия маркера сопряжена с риском неудач имплантации [21].
Аномальное иммунное микроокружение воспаленного эндометрия связывают с внедрением патогенных бактерий, основной компонент внешней мембраны которых (липополисахарид) опосредует повышение уровня хемокина CXCL13 (BCA1), воспаление и рекрутирование в строму пула В-клеток [22]. Инфильтрация стромы плазматическими клетками приводит к изменениям архитектоники и дисфункции эндометрия. Полагают, что снижение экспрессии TGF-β и IL-10 при ХЭ является причиной количественного или функционального дефицита противовоспалительного клона Treg-клеток на фоне преобладания воспалительной реакции стромы, фиброза и неудач имплантации [23].
Дисбиотический профиль эндометрия у 47,6% бесплодных женщин с ХЭ представляется причиной неблагоприятных для имплантации молекулярных механизмов [10]. Нарушение микробного гомеостаза при ХЭ (преобладание нелактобациллярного профиля в 63,3%, как и чрезмерный рост Gardnerella vaginalis, Ureaplasma spp. и микстов Atopobium vaginae/Enterobacteriaceae в отсутствие пула лактобацилл), вероятно, стимулирует избыточную экспрессию провоспалительных цитокинов, создающих агрессивную для имплантации бластоцисты микросреду. Доминанту нелактобациллярного типа микробиоты эндометрия связывают с нарушением децидуализации за счет активации Toll-подобных рецепторов в железистом эпителии и в стромальных клетках [24].
Полагаем, выявленная нами гетерогенность состава микробиома матки у женщин с ХЭ (лактобациллярный, смешанный, дисбиотический) объясняет неоднородность приводимых данных о репродуктивных исходах - от бесплодия, рецидивирующих неудач имплантации и выкидышей до успешного родоразрешения. Факт наличия гетерогенности состава микробиома матки у женщин с ХЭ доказывает участие в регуляции сложных механизмов имплантации не только микробиома матки, но и локальной иммунной системы, синергичной с активностью рецепторного аппарата эндометрия [25, 26]. Полученные данные отражают идею концепции развития ХЭ вследствие нарушенного воспалительного состояния эндометрия, причинами которого полагают гормональные, инфекционные, фиброзные и аутоиммунные нарушения [27].
Вероятно, развитие определенного фенотипа эндометрия обусловлено не наличием микробиоты, особенно ее условно-патогенных представителей, а реакциями иммунной системы, индуцируемыми микробными лигандами при связывании с рецепторами эндометрия и характером экспрессии провоспалительных факторов, хемокинов и антимикробных метаболитов [28].
Наши данные дополняют представления о срыве при ХЭ механизмов адаптации к постоянному воздействию микробов и, как следствие, неадекватности иммунного ответа с развитием аутоиммунных реакций и порочного круга хронического воспаления [29].
Молекулярный профиль женщин с пролиферативным фенотипом эндометрия отличался повышенной экспрессией воспалительных цитокинов: GM-CSF - в 1,2 раза, умеренной - TNFα, СXCL16 - в 1,1 раза; сниженным уровнем IL-10 - в 1,3 раза. В клетках стромы эндометрия значимые отличия от контроля были выявлены только в отношении GM-CSF - в 1,2 раза, IL-10 - в 1,6 раза и ТGF-β - в 1,5 раза за счет вариативности диапазона значений (при сопоставимых средних значениях Me). Соотношение TNFα/IL-10 составило 1,6.
Дисбаланс локальной продукции цитокинов подтверждает участие в формировании пролиферативного фенотипа эндометрия не только провоспалительных цитокинов (GM-CSF, TNFα, СXCL16), избыточную экспрессию которых связывают с возрастанием пула цитотоксических Т-клеток, но и с нарушением локального стероидогенеза.
При пролиферативном фенотипе эндометрия нарушения микробиома матки встречались реже, чем в группе с ХЭ (нелактобациллярный профиль - 31,6%, смешанный - 26,3%). Именно снижение лактобактерий при относительном увеличении числа микроорганизмов Firmicutes, Proteobacteria, Actinobacteria, Fusobacteria, Bacteroides, E. coli и Bacteroides fragilis отмечено при ГПЭ [30]. Низкая частота дисбиотического микробиома при пролиферативном фенотипе (5,3%) также не противоречила данным о росте ПЭ на фоне повышенного удельного веса Lactobacillus, Bifidobacterium, Streptococcus и Alteromonas при дефиците представителей Pseudomonas, Sphingomonas, Enterobacter [31].
Полагаем, рассуждения об участии в чрезмерном пролиферативном процессе в тканях патогенных бактерий могут оставаться спорными до выяснения вопроса о возможной персистенции в эндометрии вирусных инфектов, особенно при выявлении микрополипов.
Воспалительную основу пролиферативных процессов в группе с ХЭ (ПЭ - 28,6%, очаговая гиперплазия эндометрия - 28,6%) доказывает положительная экспрессия в тканях маркера CD138+ и гиперэкспрессия Ki-67 [32]. Потенциальными механизмами развития очаговой гиперплазии и ПЭ в группе с фенотипом ХЭ можно считать повреждение эпителия, нарушение регуляции клеточного деления с экспрессией генов, определяющих избыточный пролиферативный потенциал, угнетение апоптоза при инфильтрации ткани популяциями иммунных клеток, синтезирующих провоспалительные цитокины [33]. Вероятно, триггером пролиферативных изменений выступает длительное присутствие в эндометрии продуктов тканевой деструкции даже после элиминации микробных агентов, активирующих маркеры врожденного иммунного ответа [1]. Участие микробиоты и иммунных воспалительных сетей в генезе очаговой гиперплазии эндометрия предлагается рассматривать через повышение активности фермента β-глюкуронидазы в присутствии определенных бактерий с последующим развитием локальной гиперэстрогении [34]. Роль локального оксидативного стресса в генезе ХЭ с пролиферативным потенциалом (ПЭ, очаговая гиперплазия эндометрия) подтверждает некоторое снижение экспрессии NRF2. Выраженное снижение антиоксидантного потенциала клеток рассматривают как звено патогенеза простой и комплексной гиперплазии эндометрия [35]. Вероятно, развитие практически у половины женщин с ХЭ пролиферативных изменений было сопряжено с геномной нестабильностью эпителия эндометрия, зависящей от регулируемых факторов транскрипции микробиоты и/или эпигенетических факторов. Негативное влияние на гомеостаз клеток эндометрия прооксидантной среды связывают с дисбиотическим типом микробиоты [25]. Нарушение имплантации при пролиферативном фенотипе обусловлено иммуномодулирующей активностью GM-CSF на фоне гиперэкспрессии TNFα, СXCL16 и снижения уровней IL-10, NRF2 [36].
Заключение
Морфологическая картина ХЭ иммуногистохимически подтверждена у 57,1% бесплодных женщин (с пролиферативным гистотипом - у 33,3%). Показана неоднородность молекулярных фенотипов эндометрия внутри каждой группы (с ТПБ, ХЭ, НГЭ). Выявленные особенности доказывают сложные молекулярные взаимодействия микробиоты (лактобациллярный, смешанный и дисбиотичный типы) и иммунокомпетентных медиаторов (цитокинов, хемокинов, факторов роста), предиктивные в отношении вероятности имплантации бластоцисты. Очевидно, нарушение децидуальной трансформации изменяет экспрессию генов, участвующих в ряде процессов: регуляции клеточного цикла, реакции на стероидные гормоны и окислительный стресс, передаче сигналов цитокинов и хемокинов, иммунной модуляции.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ticconi C., Pietropolli A., Di Simone N. et al. Endometrial immune dysfunction in recurrent pregnancy loss // Int. J. Mol. Sci. 2019. Vol. 20, N 21. P. 5332. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms20215332
2. Moffett A., Colucci F. Co-evolution of NK receptors and HLA ligands in humans is driven by reproduction // Immunol. Rev. 2015. Vol. 267, N 1. P. 283-297. DOI: https://doi.org/10.1111/imr.12323
3. Huang J., Qin H., Yang Y. et al. A comparison of transcriptomic profiles in endometrium during window of implantation between women with unexplained recurrent implantation failure and recurrent miscarriage // Reproduction. 2017. Vol. 153, N 6. P. 749-758. DOI: https://doi.org/10.1530/REP-16-0574
4. Zhou J.Z., Way S.S., Chen K. Immunology of uterine and vaginal mucosae // Trends Immunol. 2018. Vol. 39. P. 302-314. DOI: https://doi.org/10.1016/j.it.2018.01.007
5. Vitagliano A., Saccardi C., Litta P.S., Noventa M. Chronic endometritis: really so relevant in repeated IVF failure? // Am. J. Reprod. Immunol. 2017. Vol. 78, N 6. Article ID e12758 DOI: https://doi.org/10.1111/aji.12758
6. Xiong Y., Chen Q., Chen C. et al. Impact of oral antibiotic treatment for chronic endometritis on pregnancy outcomes in the following frozen-thawed embryo transfer cycles of infertile women: a cohort study of 640 embryo transfer cycles // Fertil. Steril. 2021. Vol. 116, N 2. P. 413-421. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2021.03.036
7. Kitaya K., Yasuo T. Immunohistochemistrical and clinicopathological characterization of chronic endometritis // Am. J. Reprod. Immunol. 2011. Vol. 66, N 5. P. 410-415. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1600-0897.2011.01051.x
8. Wang W.J., Zhang H., Chen Z.Q. et al. Endometrial TGF-β, IL-10, IL-17and autophagy are dysregulated in women with recurrent implantation failure with chronic endometritis // Reprod. Biol. Endocrinol. 2019. Vol. 17, N 1. P. 2. DOI: https://doi.org/10.1186/s12958-018-0444-9
9. Agostinis C., Mangogna A., Bossi F. et al. Uterine immunity and microbiota: A shifting paradigm // Front. Immunol. 2019. Vol. 10. P. 2387. DOI: https://doi.org/10.3389/fimmu.2019.02387
10. Giudice L.C. Challenging dogma: the endometrium has a microbiome with functional consequences! // Am. J. Obstet. Gynecol. 2016. Vol. 215, N 6. P. 682-683. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ajog.2016.09.085
11. Koedooder R., Mackens S., Budding A. et al. Identification and evaluation of the microbiome in the female and male reproductive tracts // Hum. Reprod. Update. 2019. Vol. 25, N 3. P. 298-325. DOI: https://doi.org/10.1093/humupd/dmy048
12. Riganelli L., Iebba V., Piccioni M. et al. Structural variations of vaginal and endometrial microbiota: Hints on female infertility // Front. Cell. Infect. Microbiol. 2020. Vol. 10. P. 350. DOI: https://doi.org/10.3389/fcimb.2020.00350
13. Bracewell-Milnes T., Saso S., Nikolaou D., Norman-Taylor J. Investigating the effect of an abnormal cervico-vaginal and endometrial microbiome on assisted reproductive technologies: A systematic review // Am. J. Reprod. Immunol. 2018. Vol. 80. Article ID e13037. DOI: https://doi.org/10.1111/aji.13037
14. Chen C., Song X., Wei W. et al. The microbiota continuum along the female reproductive tract and its relation to uterine-related diseases // Nat. Commun. 2017. Vol. 8. P. 875. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-017-00901-0
15. Moreno I., Codoner F.M., Vilella F. et al. Evidence that the endometrial microbiota has an effect on implantation success or failure // Am. J. Obstet. Gynecol. 2016. Vol. 215, N 6. P. 684-703. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ajog.2016.09.075
16. Михалева Л.М., Болтовская М.Н., Михалев С.А. и др. Клинико-морфологические аспекты эндометриальной дисфункции, обусловленной хроническим эндометритом // Архив патологии. 2017. T. 79, № 6. P. 22 29.
17. Moreno I., Cicinelli E., Garcia-Grau I. et al. The diagnosis of chronic endometritis in infertile asymptomatic women: a comparative study of histology, microbial cultures, hysteroscopy, and molecular microbiology // Am. J. Obstet. Gynecol. 2018. Vol. 218, N 6. P. 602.e1-602e16. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ajog.2018.02.012
18. Wu L., Liao A., Gilman-Sachs A., Kwak-Kim J. T cell-related endometrial gene expression in normal and complicated pregnancies // Endometrial Gene Expression: An Emerging Paradigm for Reproductive Disorders / ed. J. Kwak-Kim. Cham : Springer International Publishing, 2020. P. 51-66. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-28584-5
19. Roberton S.A., Care A.S., Moldenhauer L.M. Regulatory T cells in embryo implantation and the immune response to pregnancy // J. Clin. Invest. 2018. Vol. 128. P. 4224-4235. DOI: https://doi.org/10.1172/JCI122182
20. Power M.L., Quaglieri C., Schulkin J. Reproductive microbiomes: A new thread in the microbial network // Reprod. Sci. 2017. Vol. 24. P. 1482-1492. DOI: https://doi.org/10.1177/1933719117698577
21. Vannuccini S., Clifton V.L., Fraser I.S. et al. Infertility and reproductive disorders: impact of hormonal and inflammatory mechanisms on pregnancy outcome // Hum. Reprod. Update. 2016. Vol. 22, N 1. P. 104-115. DOI: https://doi.org/10.1093/humupd/dmv044
22. von Hundelshausen P., Agten S. M., Eckardt V. et al. Chemokine interactome mapping enables tailored intervention in acute and chronic inflammation // Sci. Transl. Med. 2017. Vol. 9, N 384. Article ID eaah6650. DOI: https://doi.org/10.1126/scitranslmed.aah6650
23. Zenclussen A.C., Hämmerling G.J. Cellular regulation of the uterine microenviroment that enables embryo implantation // Front. Immunol. 2015. Vol. 6. P. 321. DOI: https://doi.org/10.3389/fimmu.2015.00321
24. Benner M., Ferwerda G., Joosten I., van der Molen R.G. How uterine microbiota might be responsible for a receptive, fertile endometrium // Hum. Reprod. Update. 2018. Vol. 24. P. 393-415. DOI: https://doi.org/10.1093/humupd/dmy012
25. Baker J. M., Chase D. M., Herbst-Kralovetz M.M. et al. Uterine microbiota: residents, tourists, or invaders? // Front. Immunol. 2018. Vol. 9. P. 208. DOI: https://doi.org/10.3389/fimmu.2018.00208
26. Moreno I., Simon C. Relevance of assessing the uterine microbiota in infertility // Fertil. Steril. 2018. Vol. 110. P. 337-343. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2018.04.041
27. Drizi A., Djokovic D., Laganà A.S., van Herendael B. Impaired inflammatory state of the endometrium: a multifaceted approach to endometrial inflammation. Current insights and future directions // Prz. Menopauzalny. 2020. Vol. 19, N 2. P. 90-100. DOI: https://doi.org/10.5114/pm.2020.97863
28. Hooper L.V., Littman D.R., Macpherson A.J. Interactions between the microbiota and the immune system // Science. 2012. Vol. 336, N 6086. P. 1268-1273. DOI: https://doi.org/10.1126/science.1223490
29. Оразов М.Р., Радзинский В.Е., Волкова С.В. и др. Хронический эндометрит у женщин с эндометриоз-ассоциированным бесплодием // Гинекология. 2020. № 3. С. 15-20.
30. Cai L. Preliminary study on the mechanism of uterine flora on the occurrence and development of endometrial hyperplasia. Jinan University, 2021. Vol. 2. 44 p. DOI: https://doi.org/10.27167/d.cnki.gjinu.2019.000458
31. Fang R.L., Chen L.X., Shu W.S. et al. Barcoded sequencing reveals diverse intrauterine microbiomes in patients suffering with endometrial polyps // Am. J. Transl. Res. 2016. Vol. 8, N 3. P. 1581-1592.
32. Kitaya K., Tada Y., Taguchi S. et al. Local mononuclear cell infiltrates in infertile patients with endometrial macropolyps versus micropolyps // Hum. Reprod. 2012. Vol. 27, N 12. P. 3474-3480. DOI: https://doi.org/10.1093/humrep/des323
33. Kosei N., Zakharenko N., Herman D. Endometrial polyps in women of reproductive age: clinical and pathogenetic variations // Georgian Med. News. 2017. Vol. 273. P. 16-22.
34. Kubyshkin A.V., Aliev L.L., Fomochkina I.I. et al. Endometrial hyperplasia-related inflammation: its role in the development and progression of endometrial hyperplasia // Inflamm. Res. 2016. Vol. 65. P. 785-794. DOI: https://doi.org/10.1007/s00011-016-0960-z
35. Todorović A., Pejić S., Gavrilović L. et al. Expression of antioxidant enzymes in patients with uterine polyp, myoma, hyperplasia, and adenocarcinoma // Antioxidants (Basel). 2019. Vol. 8, N 4. P. 97. DOI: https://doi.org/10.3390/antiox8040097
36. Katz S., Zsiros V., Doczi N., Kiss A.L. Inflammation-induced epithelialto-mesenchymal transition and GM-CSF treatment stimulate mesenteric mesothelial cells to transdifferentiate into macrophages // Inflammation. 2018. Vol. 41, N 5. P. 1825-1834. DOI: https://doi.org/10.1007/s10753-018-0825-4