JBRA Assist. Reprod. 2005;09(4):20-26
ARTIGO REVISÃO
doi: 10.5935/1518-0557.2005.9.4.05
Fatores Endometriais na Implantação
Endometrial Factors in Implantation
1Departamento de Ginecologia e Obstetrícia, Faculdade de Medicina, Hospital de Clínicas de Porto Alegre, Universidade Federal do Rio Grande do Sul
2Departamento de Fisiologia, Instituto de Ciências Básicas da Saúde, Universidade Federal do Rio Grande do Sul
3Núcleo Gerar de Reprodução Humana, Hospital Moinhos de Vento, Porto Alegre, Brazil
RESUMO
Evidências recentes sugerem que a implantação depende do equilíbrio na expressão de diversas proteínas e fatores de crescimento. Assim, a preparação do endométrio para implantação depende não apenas da estimulação por hormônios esteróides, mas também de uma interação com o blastocisto. Fatores de crescimento, citocinas, fatores de transcrição, moléculas de adesão secretadas pelo embrião e pelo endométrio são os responsáveis pela diferenciação adequada que permita a implantação. Este artigo revisa a função de alguns destes elementos críticos da implantação.
PALAVRAS-CHAVE: Fatores endometriais, LIF, Hoxa-10, IGFBP-1, glicodelina, MUC1, pinopódios.
ABSTRACT
Recent evidences suggests that implantation depends on balanced expression of several proteins and growth factors. Thereby, the preparation of endometrium for implantation do not depends just on steroid hormones stimulation, but also on an interaction with blastocysts. Growth factor, cytokines, transcription factors, adhesion molecules secreted by the embryo and by the endometrium are the responsibles for the adequate endometrial diferentiation that promotes implantation. This paper reviews the function of some of these critical elements in implantation.
KEYWORDS: Endometrial factors, LIF, Hoxa-10, IGFBP-1, gliyodelin, MUC1, pinopods.
INTRODUÇÃO
A implantação envolve a aderência do blastocisto ao epitélio endometrial uterino. Contudo, a taxa de insucesso deste processo é alta em humanos (Sharkey, 1998). A preparação do endométrio para implantação não é apenas dependente de uma estimulação hormonal adequada. Para que ocorra implantação é necessária uma comunicação adequada entre blastocisto e endométrio (Lindhard et al., 2002). Neste processo estão envolvidos múltiplos mecanismos moleculares e altos graus de redundância de informação (Kimber & Spanswick, 2000). Entre os fatores envolvidos na comunicação embrião-endométrio estão prostaglandinas, leucotrienos, fatores de crescimento e citoquinas. Este artigo revisa a função de alguns destes elementos críticos da implantação.
PINOPÓDIOS (UTERODOMOS)
Pinopódios são projeções da superfície do epitélio endometrial que ocorrem na janela de implantação de diversas espécies animais, incluindo humanos (Adams et al., 2002). A função destas organelas dependentes de progesterona ainda não está bem estabelecida (Stavreus-Evers et al., 2002), mas seu aparecimento parece ser determinante para que ocorra implantação.
O mecanismo de ação parece impedir que os cílios empurrem o blastocisto e promovam a retirada de líquido uterino, facilitando a adesão do balstocisto a moléculas nos pinopódios (Cavagna & Mantese, 2003). O aparecimento de pinopódios está diretamente relacionado com as condições hormonais necessárias para a receptividade endometrial. Eles aparecem entre os dias 6-8 após a ovulação (Adams et al., 2002) e tem uma meia-vida de aproximadamente 48 h. Podem ser classificados como em desenvolvimento, desenvolvido e em regressão. Em relação a sua distribuição podem ser abundantes (50 %), moderados (20-50% ) ou poucos (< 20 %).
Estas protrusões endometriais em humanos não apresentam as vesículas pinocíticas (com atividade endocítica) características, sugerindo que a função seja diferente dos pinopódios encontrados em ratos. Adams e cols. (2002) propõem que estas estruturas em humanos sejam chamadas de uterodomos, devido a ausência de atividade endocítica.
LEUKEMIA INHIBITOR FACTOR - LIF
Foi inicialmente identificado por sua capacidade de diferenciar células mielóides em células semelhantes a macrófagos. É produzido e secretado por diversos tipos celulares, incluindo células epiteliais e estromais do endométrio (Lindhard et al., 2002). Parece estar envolvido em diversos estágios do processo reprodutivo, incluindo pré-implantação, implantação, desenvolvimento placentário e embrionário (Lindhard et al., 2002). É uma glicoproteína da família das interleucinas, com peso molecular variando de 38 a 67 kDa, dependendo do grau de glicosilação. Está relacionado à modulação da diferenciação do trofoblasto e a formação de pinopódios. Sua ação ocorre através da ligação a receptores heterodiméricos de membrana que consiste de duas subunidades: receptor de LIF (LIF-R) e g130 (glicoproteína 130, que também participa da ação das interleucinas) (Cavagna & Mantese, 2003). O receptor de LIF ativa diversas rotas de transdução de sinal, incluindo as rotas Jak/STAT, MAPK, e P13-quinase, enquanto g130 participa da ativação de STAT1, STAT3, e STAT5b (Aghajanova et al., 2003).
Em amostras de endométrio de mulheres saudáveis ocorre expressão espacial e temporal concomintante de pinopódios, LIF e LIF-R. É possível que ambas alterações moleculares e estruturais nas células sejam importantes para a implantação do blastocisto humano (Aghajanova et al., 2003). Ratas com gene para LIF não funcional mantêm a fertilidade, possuem desenvolvimento embrionário normal, mas têm um distúrbio de implantação (Cullinan et al., 1996). A secreção endometrial de LIF parece estar diminuída em mulheres com infertilidade idiopática (Sharkey & Smith, 2003).
INTERLEUCINA 1 - IL1
Há evidências que o sistema IL-1 seja importante para implantação e a comunicação entre embrião e endométrio (Cavagna & Mantese, 2003). A citocina IL-1 é um polipeptídio de 17,5 kDa, produzido em diversas células, principalmente macrófagos (Lindhard et al., 2002). Células endometriais humanas produzem IL-1, principalmente IL-1β e interleukin 1 antagonist (IL-1ra). Sua ação ocorre através da ligação a receptores específicos de membrana (IL-1R) e pode ser modulada por leptina (Cavagna & Mantese, 2003). Blastocistos com 2-8 células já apresentam secreção de IL-1 (Duc- Goiran et al., 1999). Uma vez ligada ao seu receptor no endométrio ocorre estímulo da expressão de integrina αvß3, secreção de LIF, que atuam, por sua vez, sobre as células embrionárias estimulando-as a produzir secreções que promovam a implantação e auxiliando na quebra de MUC1 (mucina) (figura 1).
Figure I. A ligação de IL-1β secretada pelo blastocisto no respectivo receptor no endométrio estimula a expressão de αvß3 e LIF. A adesão é facilitada pela interação entre glicodelina, LIF e os receptores correspondentes no blastocisto. O blastocisto também induz a quebra de MUC1 no sítio de implantação, tornando uma pequena área do epitélio luminal aderente (adaptado de Lindhard A, Biochemical evaluation of endometrial function at the time of implantation. Fertil Steril 78(2): 221-33, 2002).
INTEGRINAS
Integrinas são moléculas de adesão celular que estão presentes no endométrio durante todo o ciclo menstrual. Sua expressão é regulada por hormônios e formam dímeros a partir da combinação de subunidades a e b (14α e 9β) (Cavagna & Mantese, 2003). Estão envolvidas com a ligação células-célula e com as interações com a matriz extracelular (Lindhard et al., 2002). São distribuídas por todas as células, sendo a integrina αvß3 importante na implantação (Kimber & Spanswick, 2000). Sua concentração está aumentada no endométrio humano durante a janela de implantação (Lindhard et al., 2002). Uma série de ligantes para as integrinas é expressa pelo blastocisto: fibronectina, laminina e osteopontina. As integrinas diferem dos receptores de membrana por apresentarem baixa afinidade e alta concentração. Seu papel parece estar diretamente relacionado à interação endométrioembrião. Diversas condições associadas com infertilidade parecem estar acompanhadas de insuficiência de integrina αvß3, p.e. insuficiência de fase lútea, endometriose, infertilidade idiopática, e hidrossalpinge (Lindhard et al., 2002).
MUC1
MUC1 pertence ao grupo das mucinas e é também conhecida como PEM (polymorphic epithelial mucin), episialina, antígeno MAM-6, EMA (epithelial membrane antigen). É uma glicoproteína de alto peso molecular que torna superfície celular resistente a enzimas e limita acesso a receptores. Sua expressão parece ter regulação hormonal e embrionária, sendo que suas moléculas sofrem quebra durante a adesão (Lindhard et al., 2002). As propriedades anti-adesão desta molécula são provavelmente resultado de sua estrutura molecular única. Sua expressão está aumentada durante a janela de implantação, podendo inibir a interação entre o trofoblasto e as moléculas de adesão do epitélio apical durante o período de implantação, formando, desta forma, uma barreira uterina (Meseguer et al., 1998). Esta molécula anti-adesiva endometrial dever ser localmente removida pelo blastocisto durante a fase de adesão para que ocorra a implantação (Meseguer et al., 2001). Sua expressão é qualitativamente modulada por sinais produzidos pelo blastocisto, formando uma zona de epitélio luminal adesiva enquanto o restante permanece não-adesivo.
GLICODELINA
Glicodelina é um produto das células glandulares do endométrio na fase secretora tardia. Tem peso molecular de 28 kDa e 17,5 % de sua constituição corresponde a carboidratos. É também conhecida como placental protein 14 (PP14), progestagen-associated endometrial protein, pregnancy-associated endometrial a2-globulin, chorionic a2-microglobulin, a-uterin protein, e endometrial protein 15 (Lindhard et al., 2002). Tem sido proposto como o mais confiável marcador da função endometrial em mulheres. É detectável em tecidos reprodutivos e é secretada pelo endométrio secretor e decidualizado, primariamente para o lúmen glandular e uterino e em um grau menor para o sangue (Hempstock et al., 2004; Lindhard et al., 2002). Desta forma, pode ser detectada no sangue e utilizada como marcador de função endometrial. Glicodelina parece estar relacionada, junto com outras proteínas, como um facilitador da implantação. Ocorre elevação da glicodelina em secreções uterinas durante ciclos ovulatórios, provavelmente devido à progesterona (Richlin et al., 2002). Contudo, pode haver sobreposição entre os níveis séricos de glicodelina em estados normais e patológicos. Sua utilização como potencial marcador biológico da função endometrial ainda necessita ser melhor estudada.
FATORES DE CRESCIMENTO E TRANSPORTADORES DE GLICOSE
Compõem uma grande família de ligantes, receptores e proteínas de ligação. A maioria de suas transduções de sinais intracelulares ocorre através de tirosina quinases. O fator de crescimento (p.e., IGF-1) se liga a porção extracelular do receptor e ativa a função tirosina quinase da subunidade desta celular. Esta por sua vez ativa substratos citoplasmáticos que segue rotas de ativação para a realização do efeito biológico (ativação de mitose, expressão de proteínas, entre outros).
HB-EGF (heparine binding - epidermal growth factor) promove invasão trofoblástica e está envolvido com a invasão adequada dos vasos uterinos, sua expressão está diminuída na pré-eclâmpsia. Apresenta expressão máxima nas células luminais e glandulares durante a janela de implantação e durante o início da gestação (Cavagna & Mantese, 2003).
A família de fatores de crescimento semelhantes a insulina (insulin-like growth factor - IGF) e suas proteínas de ligação participam do crescimento, diferenciação e angiogênese endometrial (Cavagna & Mantese, 2003). IGFBP-1 (insulin like growth factor -1 binding protein) modula a ação de IGF-1 por impedir a ligação com o receptor celular. Sua expressão está aumentada na fase secretora (Corleta et al., 2000). A transdução do sinal de IGF-1 não é modulada durante o ciclo menstrual, enquanto que a ligação e a sinalização de insulina estão aumentadas na fase secretora (Strowitzki et al., 1993). Em humanos, IGFBP-1 parece ser a IGFBP predominantemente sintetizada pela decídua materna. IGFBP- 1 afeta o processo de implantação pela regulação de ações de IGF nas células endometriais. Parece ter também uma função no processo de proliferação e diferenciação celular necessária as para decidualização e manutenção da gestação inicial (Cavagna & Mantese, 2003).
Por imuno-histoquímica e RNase protection assay foi demonstrado que a expressão de mRNA e a proteína transportadora de glicose estão aumentadas durante a fase lútea. O aumento da expressão de GLUT-1 é crescente até as primeiras semanas de gestação (Strowitzki et al., 2001).
HOXA-10
Genes Hox genes são fatores de transcrição que pertencem a uma família de múltiplos genes que compartilham uma seqüência altamente conservada chamada de homeobox que codifica um domínio de 61 aminoácidos na hélice de DNA. Hoxa- 10 encontra-se expresso durante o desenvolvimento do trato genito-urinário e no útero adulto (Lim et al., 1999). Defeitos na implantação e decidualização podem ser causados por perda da função do Hoxa-10 (Lim et al., 1999). Para que ocorra uma implantação é necessário um aumento da expressão na janela de implantação e regulação por E2 e progesterona (Paria et al., 2000; Taylor et al., 1998). A expressão de Hoxa-10 está diminuída em mulheres com infertilidade idiopática e é essencial para a formação de pinopódios em ratos (Lim et al., 1999; Taylor et al., 1998). Mulheres com hidrossalpinge têm a expresssão de Hoxa- 10 diminuída (Daftary & Taylor, 2002), podendo ser a razão para diminuição da fertilidade nestas pacientes.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Os fatores descritos agem de forma autócrina e parácrina e na transcrição de genes, regulando a implantação. Tais fatores podem afetar a divisão e a diferenciação celular, além da adesão do embrião ao endométrio. Atualmente alguns estudos mostraram que, por exemplo, LIF tem papel decisivo na implantação. Contudo, nenhum fator isolado foi reconhecido como único essencial. Os fatores aqui apresentados são apenas alguns dos muitos que compõem a complexa cascata de transdução de sinais e de comunicação endométrioembrião. O envolvimento de tantos fatores parece ser um mecanismo evolucionário de garantir implantação mesmo na presença de mutação de alguns deles. Estudos realizados para avaliar a utilidade destes fatores como marcadores da função endometrial têm incluído poucas pacientes e apenas poucos estudos controlados prospectivos foram realizados. O conhecimento de suas funções na implantação humana permitirá intervenções terapêuticas, melhorando assim a taxa de sucesso no tratamento da infertilidade.
Sharkey, A. - Cytokines and implantation. Rev Reprod 3(1): 52-61, 1998.