Untersuchung der Invasivität von primären Endometriosezellen

Language
de
Document Type
Doctoral Thesis
Issue Date
2019-06-03
Issue Year
2019
Authors
Landrith, Silke
Editor
Abstract

Background and aims Endometriosis is a chronic disease characterized by the presence of endome-trial tissue outside the uterus. Patients suffer of different kind of pain and com-pletely mixed dissemination of endometriosis. Due to heterogeneous clinical characteristics there exist multiple therapeutic options. Therefore the aim of the Clinic-meets-invasion-study (CMI-study) was to estab-lish a correlation between the most important clinical features of endometriosis (disease extent and pain levels) and primary cell lines, which were generated from the patients with the respective clinical characteristics. Methods This prospective study was designed as a 2 x 2 factorial case control study with patients having high pain levels vs. low pain levels (factor 1) and patients with a high degree of disease dissemination vs. a low degree of disease dissemination (factor 2). This design should result in 20 patients for each comparison and a total of 4 unique patient groups. For an explorative analysis 2 patient groups were added during the course of the study. Each group containing 5 patients with deep infiltrating endometriosis. One with lesions ≥ 5mm and ≤ 1cm diameter and the other with lesions ≥ 2 cm diameter. Patients were screened for the 6 groups at the Department of Gynecology and Obstetrics of the University Hospital in Erlangen. The pain level from each patient was determined with a standardized questionnaire. Endometriosis tissue of the fossa ovarica was obtained during schedueled laparoscopy and from each tissue endometriosis cells were isolated, cultivated and cell invasion was analyzed in a vertical gel invasion assay.   Results and observations No correlation was observed between the pain level and invasion depth in the invasion assay – although the cells of patients with no / lower pain invaded tendentially deeper into the gel than cells from patients with high pain. Comparing the cells of patients with dissemination vs those without dissemination, those with dissemination invaded tendentially deeper into the gel. This was especially prominent for the mean invasion of the median of gel invasion. There was a tendency of more of the not deep infiltrating endometriosis cells invading deeper into the gel than of those cell lines with deep infiltrating endometriosis. Conclusions The question arises whether it makes a difference for the endometriosis, in vivo, if more cells invade less deeply, or if fewer cells invade deeper. A tendency was observed in the CMI-study. More cells of patients with no/ low pain did invade into the gel, but less deep. Less cells of patients with high pain did invade into the gel, but deeper. Equally a tendency for deeper invasion was observed for cells of patients with high dissemination. The induction of epithelial-mesenchymal transition is possibly a process that could explain the mobility and invasive behavior of the endometriosis cells. Collective cell migration promotes potentially the invasion of deep infiltrating endometriosis. Perhaps due to a lack of factors promoting collective cell migra-tion or because of a lower number of cells in total the deep infiltrating cell lines do invade less deeply into the gel as the not deep infiltrating cell lines.

Abstract

Hintergrund und Ziele Unter dem Krankheitsbild der Endometriose versteht man das Vorkommen von endometriumartigen Zellverbänden außerhalb des cavum uteri. In der Clinic-meets-Invasion-Studie (CMI-Studie) sollte nun erstmalig, unter Verwendung von unterschiedlichen primären Endometriosezelllinien, im in vitro Zellinvasions-Assay untersucht werden, ob ein Zusammenhang zwischen den wichtigsten klinischen Merkmalen der Endometriose, dem Schmerz und der anatomischen Ausdehnung der Endometrioseherde, und dem Invasionsverhalten der Zellen besteht. Die aus den Versuchen gezogenen Erkenntnisse sollten unmittelbare Rück-schlüsse für die Entwicklung von Therapien gegen Endometriose ermöglichen. Methoden In dieser prospektiven Kohortenstudie der Frauenklinik des Universitätsklinikum in Erlangen wurden Patientinnen im 2 x 2 faktoriellen Design mit einem hohen bzw. niedrigen Schmerzlevel (Faktor 1) und Patientinnen mit anatomisch ausgedehnter bzw. anatomisch nicht ausgedehnter Endometriose (Faktor 2) eingeschleust. Jede der 4 resultierenden Gruppen sollte 5 Patientinnen umfassen. Der Schmerzwert jeder Patientin wurde mit Hilfe eines standardisierten Fragebogens ermittelt. Für eine zusätzliche explorative Analyse wurden im Verlauf der Studie weitere 2 Gruppen hinzugefügt. Dabei handelte es sich um insgesamt 10 Patientinnen mit tief infiltrierenden Endometrioseherden. 5 Patientinnen davon mit Läsionen ≥ 5mm und ≤ 1cm Durchmesser und 5 Patientinnen mit Läsionen ≥ 2 cm Durchmesser. Allen Patientinnen wurden an der Frauenklinik des Universitätsklinikums Erlangen intraoperativ Gewebeproben aus der Fossa ovarica entnommen. Anschließend wurden aus den Proben Endometriosezellen isoliert, kultiviert und in einem anschließenden Vertical Gel Invasion Assay das Invasionsverhalten der Zellen untersucht.   Ergebnisse und Beobachtungen Im Invasions Assay ergab sich keine positive Korrelation zwischen den Schmerzwerten und der Invasionstiefe der Zellen in das Kollagen. Es konnte jedoch eine Tendenz dahingehend beobachtet werden, dass mehr Zelllinien der Gruppe „kein/ wenig Schmerz“ mit ausgedehnter Endometriose tiefer in das Gel einwandern als Zellen der Gruppe „viel Schmerz“ mit nicht ausgedehnter Endometriose. Bei den tief infiltrierenden Endometrioseherden konnte beobachtet werden, dass tendenziell mehr Zelllinien der nicht tief infiltrierenden Endometrioseherde tiefer invadierten als die Zelllinien der tief infiltrierenden Endometrioseherde. Schlussfolgerung Es stellt sich die Frage, ob es in vivo für die Krankheit einen Unterschied macht, wenn mehr Zellen weniger tief einwandern oder wenn weniger Zellen tiefer einwandern. Bei der CMI-Studie ließ sich eine Tendenz erkennen. Bei den Patientinnen mit kein/ wenig Schmerz wanderten im Invasions Assay mehr Zellen ins Gel ein, aber dafür weniger tief. Bei den Patientinnen mit viel Schmerz, wanderten weniger Zellen ins Gel ein, dafür aber tiefer. Die Induktion der epithelial-mesenchymalen Transition ist möglicherweise ein Vorgang, der die Mobilität und das invasive Verhalten der Endometriosezellen erklären könnte. Bei der Invasion der tief infiltrierenden Endometriose fördert möglicherweise die kollektive Zellwanderung die Invasion. Womöglich wanderten deshalb in dem CMI Versuchsansatz die tief infiltrierenden Zelllinien weniger tief in das Gel ein als die nicht tief infiltrierenden, weil deren absolute Zellzahl vergleichsweise geringer war oder es an Faktoren mangelte, die die kollektive Zellwanderung fördern. Aufgrund der geringen Fallzahl in der CMI-Studie konnte nur eine einge-schränkte statistische Auswertung erfolgen. Es wäre daher sinnvoll in Zukunft Studien mit höheren Fallzahlen durchzuführen um sicher zu gehen, dass ge-samte Krankheitsbild zu erfassen und um eine umfassende statistische Auswertung zu gewährleisten.

DOI
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