Hypoxiemarker im equinen Endometrium im klinisch-pathomorphologischen Kontext
Einleitung: Ein häufiger Befund in routinemäßig untersuchten Bioptaten equiner Endometrien sind degenerative Alterationen der Blutgefäße in Form von Angiosklerosen. Sie stellen die Ursache einer endometrialen Minderperfusion dar und bedingen Fruchtbarkeitsstörungen. Ziele der Untersuchungen: Der Inhalt dieser Arbeit war die Untersuchung equiner Endometriumproben mit graduell vari-ablen Angiosklerosen. Die Hypothese ist, dass degenerative Gefäßwandveränderungen die Ursache für einen hypoxischen Zustand darstellen. Anhand der Expression von so genannten Hypoxiemarkern sollte das Vorliegen eines potenziellen Sauerstoffmangels in Folge einer Minderperfusion durch degenerative Blutgefäßwandveränderungen überprüft und immunhis-tologisch dargestellt werden. Des Weiteren sollten Zusammenhänge zu anderen Einflussfak-toren wie zum Beispiel dem Zyklusstand, dem Vorliegen einer Trächtigkeit, dem Alter oder einer Endometrose untersucht werden. Tiere, Material und Methoden: Grundlage für diese Untersuchungen waren vor allem equine Endometriumbioptate aus der Routinediagnostik des Instituts für Veterinär-Pathologie. Anhand mittels Pikrosiriusrot gefärb-ter Bioptate wurden Gruppen ohne Alterationen von maximal 5-jährigen Maidenstuten (n = 10) sowie mit ausschließlich graduell variablen Angiosklerosen (jeweils n = 10 mit dezenter, geringgradiger, gering- bis mittelgradiger, mittelgradiger und mittel- bis hochgradiger sowie n = 8 mit hochgradiger Angiosklerose) gebildet. Des Weiteren wurden aus dem Sektionsgut des Instituts Endometriumproben von tragenden Stuten (n = 6), eine weitere Uterusprobe einer trächtig geschlachteten Stute, Bioptate mit gering- bzw. hochgradiger Endometrose in Kombi-nation mit gering- bzw. hochgradiger Angiosklerose (jeweils n = 6) und Bioptate, die an defi-nierten Zyklustagen (Östrus, früher bzw. später Diöstrus) entnommen wurden (jeweils n = 2) entsprechend graduiert. Alle Proben wurden nach erfolgreicher methodischer Etablierung der Antikörper gegen hypo-xia-inducible factor 1α (HIF-1α), Glucosetransporter 1 (GLUT1), vascular endothelial growth factor A (VEGF A) und vascular endothelial growth factor receptor 2 (VEGF-R2) hinsichtlich der Expression dieser Hypoxiemarker immunhistologisch untersucht. Für unterschiedliche Zellpopulationen (luminales Epithel und Zellen der Drüsenausführungsgänge, oberflächliche, mittlere und basale glanduläre Epithelzellen, Stromazellen) und die arteriellen und venösen Blutgefäße (jeweils getrennt nach Intima, Media und Adventitia) wurde markerweise der Im-munreaktive Score (IRS) aus jeweils 10 nebeneinander liegenden Gesichtsfeldern bei 400-facher Vergrößerung (Zellpopulationen) bzw. jeweils 5 Arterien, Arteriolen, Venen und Venulen bestimmt. Die statistische Untersuchung erfolgte mit dem Statistikprogramm SPSS 22 (SPSS Software-GmbH, München). Die Datenvisualisierung wurde mit GraphPad Prism 8 (Graphpad Software Inc., San Diego, Kalifornien, USA) durchgeführt. Ergebnisse: Eine Expression der Hypoxiemarker lässt sich in unterschiedlichen Zellpopulationen darstel-len. HIF-1α ist in nahezu allen Proben im luminalen Epithel, in den Drüsenepithelzellen und in Intima und Media von vor allem arteriellen Gefäßen nachweisbar. Ein nicht signifikanter Trend zu einem höheren IRS zeigt sich erst ab mittel- bis hochgradigen Angiosklerosen in den Drüsenepithelzellen. Demgegenüber lässt sich eine verminderte Expression in der Media von arteriellen Gefäßen erkennen, die für vier Angiosklerose-Gruppen auch statistisch signifikant ist. GLUT1 kann vor allem im Bereich des luminalen Epithels und der Zellen der Drüsenaus-führungsgänge sowie vereinzelt auch in Drüsenepithelzellen nachgewiesen werden. Die ins-gesamt graduell variable Expression sinkt tendenziell mit steigendem Angiosklerosegrad, al-lerdings nicht statistisch signifikant. VEGF A wird von nahezu allen untersuchten Zellpopulati-onen sowie Blutgefäßen und in nahezu allen Proben relativ konstant hoch exprimiert. Zu einer vermehrten Expression kommt es ab Vorliegen einer mittelgradigen Angiosklerose vor allem in den glandulären Epithelzellen, welche bei hochgradiger Angiosklerose auch als statistisch signifikant anzusehen ist. Eine VEGF-R2-Expression lässt sich ebenfalls vorrangig im glan-dulären und luminalen Epithel erkennen, wenngleich sie sich überwiegend geringgradig dar-stellt. Deutliche Unterschiede lassen sich hier in keiner untersuchten Zellpopulation erkennen. Im Zusammenhang mit einer Trächtigkeit zeigen sich Unterschiede in der Expression bei dreien der vier Marker im Bereich des luminalen Epithels und der Zellen der Drüsenausfüh-rungsgänge, also der Schicht, die an der Bildung der feto-maternalen Verbindung beteiligt ist. Im Vergleich zwischen normalen und endometrotischen Drüsen zeigen sich für alle Marker Unterschiede im Expressionsverhalten, die allerdings nicht statistisch signifikant sowie scheinbar unabhängig vom Angiosklerosegrad sind. Eine deutliche Zyklusabhängigkeit konnte nicht nachgewiesen werden. Schlussfolgerungen: Mittels der durchgeführten Untersuchungen wird deutlich, dass insbesondere schwere Angi-osklerosen für immunhistologisch darstellbare hypoxische Zustände sorgen. Ferner zeigen die eigenen Untersuchungen, dass sich die endometrialen Zellpopulationen hinsichtlich der Ex-pression der untersuchten Marker unterscheiden. Dabei wird außerdem deutlich, dass es nicht zwangsläufig zu dem erwarteten Anstieg der Expression der Hypoxiemarker kommen muss. Aus diesem Grund sollte zur Beurteilung des Vorliegens einer Hypoxie eine Untersu-chung der Expression mehrerer derartiger Marker erfolgen. Ein gänzlicher Ausschluss von anderen Einflussfaktoren als Hypoxie auf die Expression der untersuchten Marker kann im verwendeten Studienaufbau nicht erfolgen. Zukünftige Untersuchungen sollten zum einen einen größeren Probenumfang (insbesondere bei der Untersuchung anderer Faktoren als Angiosklerose) aufweisen sowie zum anderen weitere Hypoxiemarker umfassen. Die unter-suchten Marker spielen wahrscheinlich eine Rolle bei besonderen physiologischen (z. B. Trächtigkeit) als auch pathologischen Prozessen (z. B. Endometrose) im equinen Endometri-um und stellen somit interessante pharmakologische Targets zur positiven Beeinflussung der Reproduktionsleistung oder für die Therapie der equinen Endometrose dar.
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