RUBRICA SPECIALISTULUI

Specialistul în faţa problemelor imunologice ale infertilităţii

 The specialist versus immunological disorders of infertility

First published: 31 martie 2021

Editorial Group: MEDICHUB MEDIA

DOI: 10.26416/Aler.5.1.2021.4454

Abstract

Recurrent miscarriage (RM) is a multifactorial disorder with a complex pathogenesis. The etiology is still unknown in more than 50% of cases, increasing the mental stress in affected couples, as well as in physicians, due to its therapeutic impact. For this article, we studied the literature regarding the immune mechanisms involved in RM and about the immunotherapeutic approaches. Although the lack of high-quality evidence means that immunotherapy is not feasible to use in every women with RM, it could be recommended in those with abnormal T and NK cells.
 

Keywords
reccurent miscariage, natural killer cells, T regulatory cells, celiac disease, immunophenotyping

Rezumat

Avortul spontan recurent (ASR) este o maladie multifactorială cu o etiologie complexă. Etiologia rămâne neidentificată în peste 50% dintre cazuri. Din acrst motiv atât cuplurile afectate, cât şi terapeutul resimt un stres major legat de alegerea şi de impactul actului terapeutic. Pentru articolul de faţă, am studiat articole apărute despre mecanismele imune implicate în ASR şi despre strategiile terapeutice. Cu toate că lipsa dovezilor de înaltă calitate nu permite folosirea imunoterapiei la toate femeile cunoscute cu ASR, există situaţii în care aceasta poate fi recomandată.
 

Introducere

Infertilitatea este definită prin incapacitatea conceperii sarcinii la un cuplu cu relaţii sexuale regulate şi neprotejate timp de cel puţin 12 luni. Avortul spontan reprezintă pierderea spontană a sarcinii clinice înaintea vârstei gestaţionale de 20 de săptămâni complete (18 săptămâni după fertilizare) sau dacă vârsta gestaţională este necunoscută, pierderea embrionului/fătului cu mai puţin de 400 g(6), iar avortul spontan recurent (ASR) reprezintă pierderea spontană a două sau mai multe sarcini clinice(2,6). Eşecul reproductiv cauzează o suferinţă emoţională semnificativă şi are un impact semnificativ asupra cuplurilor. Deşi etiologia infertilităţii este pe larg studiată, cauzele subiacente putând fi genetice, malformaţiile anatomice, trombofilia, sindromul antifosfolipidic, infecţiile şi patologiile endocrine, în 50% dintre cazuri patologia parentală implicată rămâne neidentificată(7). ASR de etiologie neidentificată este denumit ASR idiopatic (ASRI)(8). Studiile recente despre imunologia implantării şi interacţiunilor embrio-maternale demonstrează că toleranţa imunologică feto-maternală ar putea fi una dintre principalele cauze a ASRI(2,8).

În cele ce urmează, descriem elementele-cheie imunologice implicate în etiologia problemelor de implantare şi combinaţia patogenetică între boala celiacă şi infertilitate:

Celulele natural killer (NK)

Celulele NK provin din celula stem limfoidă a măduvei osoase şi sunt o componentă semnificativă a imunităţii înnăscute. Pot fi identificate două fenotipuri ale celulelor NK: CD3- CD56+ CD16+ formează mai mult de 90% din NK din sângele periferic şi CD3- CD56+ CD16- formează principala populaţie celulară uterină (NKu)(1,3).

Celulele NK posedă o activitate citotoxică marcantă, aceasta fiind diminuată semnificativ în perioada incipientă a sarcinii(3). Rezultatele studiilor despre activitatea celulelor NK în ASR diferă: deşi unele nu au evidenţiat diferenţe între procentul celulelor NK şi activitatea celulelor NK între pacientele cu ASR şi grupul de control, altele au relevat o creştere semnificativă a numărului celulelor NK faţă de grupul de control. Este necesară studierea mai aprofundată a celulelor NK, dar rezultatele ultimelor cercetări ne arată că reducerea numărului şi activităţii celulelor NK poate induce toleranţa materno-fetală(3).

Celulele NKu sunt eterogene faţă de cele din sângele periferic, au o expresie înaltă a markerului CD56 şi lipsa markerului CD16, şi nu au rol fundamental în imunitatea înnăscută, astfel că nu sunt citotoxice(1,3,11). Valoarea acestora variază în permanenţă: de la 5% dintre celulele stromale în faza luteală timpurie şi foliculară la 30-40% dintre celulele stromale în faza luteală mijlocie şi târzie, când are loc implantarea. Celulele NKu pot constitui până la 70% dintre celulele stromale în momentul implantării(1). A fost descris că, în faza timpurie a dezvoltării sarcinii, celulele NKu au rol în dezvoltarea placentei, iar după implantare secretă factorul endotelial de creştere vasculară (VEGF), angiogenină şi angiopoietină, pentru a asigura fluxul sangvin către făt(11). La rândul lor, trofoblaştii, având exprimate HLA-E, HLA-C şi HLA-G, induc efectul supresor asupra celulelor NK citotoxice şi determină toleranţa materno-fetală(3).

Există o ipoteză care descrie că, în lipsa activării celulelor NK de către trofoblaşti, ar rezulta o implantare ineficientă. Receptorul de pe suprafaţa celulei NK care detectează MHC de clasa I este denumit receptorul killer immunoglobulin‑like (KIR). Embrionul achiziţionează statutul său HLA-C de la ambii părinţi, astfel că partenerul ar avea o influenţă directă asupra funcţiei celulelor NKu. Sunt descrise două interacţiuni extreme în prezent, unul fiind inhibitor KIR-A cu HLA-C2 şi celălalt fiind activator KIR-B cu HLA-C1. Combinaţiile KIR-AA cu HLA-C2 au un risc crescut de preeclampsie şi ASR. Prin urmare, în aceste combinaţii, tratamentul imunosupresiv poate fi dăunător sau cel puţin ineficient(1).

Celulele T regulatorii (Treg)

Celulele T constituie 10-20% dintre celulele imune deciduale în primul trimestru. Predominante sunt celulele T CD8+ şi subclasele regulatorii. În patologiile reproductive, adesea se determină insuficienţa celulelor Treg sau funcţia deficitară a acestora, însoţite de creşterea numărului de celule T efectoare. Celulele Treg sunt esenţiale în controlul inflamaţiei din faza timpurie a sarcinii, prin asigurarea mediului receptiv decidual(10). Sunt descrise următoarele mecanisme: celulele Treg deciduale secretă IL10 şi TGF-beta şi CD25, CTLA4 şi PDL1, mediatori distinctivi care inhibă funcţia celulelor T efectoare în faza incipientă a sarcinii. Celulele Treg mai au funcţia de a acţiona asupra altor leucocite şi asupra altor celule nehematopoietice pentru a favoriza procesul de implantare. Promovează fenotipurile tolerogene ale macrofagelor şi ale celulelor dendritice prin eliberarea TGF-beta, IL-10 şi prin mecanismul CTLA4-mediat. Al doilea mecanism descris este despre coordonarea eliberării IL-15 de către celulele dendritice şi inhibarea activităţii citolitice a celulelor NKu, având astfel o importanţă în modularea fenotipului celulelor NKu şi în procesul de implantare. Al treilea mecanism este despre influenţa celulelor Treg asupra celulelor NKu, în vederea dezvoltării placentare adecvate(9,10).
 

Profilul citokinic al celulelor Treg şi Th1/Th2/Th17 şi căile de transformare patologice

În funcţie de tipul markerului de suprafaţă, celulele T sunt împărţite în celulele CD4+ T helper, celulele CD8+ citotoxice şi Treg CD4+ CD25+ (mai sunt denumite celule T supresoare). În prezenţa IL-12 şi a IFN‑γ, celulele T CD4+ naive se diferenţiază în celule Th1, acestea la rândul lor produc IFN‑γ, TNF‑α şi TNF‑β. Celulele Th2 sunt formate cu ajutorul IL-4 din celulele T CD4+ naive, care produc IL-4, IL-5 şi IL-13. Celulele Th17 se diferenţiază în prezenţa IL-1β, IL-6, IL-23, TGF‑β. Celulele Treg se dezvoltă preferenţial în prezenţa TGF‑β. Un nivel mic de TGF‑β induce transformarea celulelor T CD4+ naive în celule Th17, pe când un nivel crescut stimulează aceste celule să se transforme în celule Treg(8). Este remarcată o cale patologică de transformare a celulelor Treg în celule proinflamatorii Th17 prin intermediul citokinelor IL-1 beta şi IL-2, şi chiar mai mult de atât, liniile celulare Th1/Th2/Th17 şi Treg au capacitatea de a se transforma din unele în altele.

Boala celiacă şi infertilitatea

Boala celiacă (BC) este o enteropatie autoimună care se dezvoltă la pacienţii cu o predispoziţie genetică, manifestată printr-un răspuns imun anormal la gluten. Dintre pacienţii diagnosticaţi, 60% din populaţia pediatrică şi 41% din populaţia adultă au o formă asimptomatică. BC nediagnosticată şi netratată poate avansa spre dezvoltarea altor patologii autoimune (osteoporoză, infertilitate, limfom, dereglări neurologice şi, în cazuri rare, cancer)(9,12,13). În ultima perioadă a fost studiată intens asocierea între patologiile reproductive şi BC, fiind pe larg recunoscută implicarea acesteia în infertilitate(9,11,12,14). Printre simptomele atipice ale BC ar trebui luate în considerare: menarha întârziată, menopauza timpurie, amenoreea sau infertilitatea şi complicaţiile din timpul gestaţiei – restricţia de creştere intrauterină, greutatea mică pentru vârsta gestaţională şi greutatea mică la naştere. De mult timp, se consideră deficienţa de nutrienţi datorată malabsorbţiei drept cauză a problemelor infertilităţii, prin mecanism deficitar hormonal. În studiile mai recente, sunt remarcate alte mecanisme patogenetice de implicare imună directă în timpul implantării şi al dezvoltării placentare.
 

Inducerea apoptozei trofoblaştilor de către
Ac anti-transglutaminaz
ă

Această ipoteză este susţinută de faptul că transglutaminaza se găseşte în diferite ţesuturi şi organe, în celule endometriale, stromale şi în celulele trofoblastice placentare. Transglutaminaza din sinciţiotrofoblaşti poate fi ţinta anticorpilor (Ac) maternali din BC, explicând astfel eşecul implantării(12).

Ac anti-transglutaminază afectează angiogeneza endometrială

Procesul de angiogeneză endometrială este iniţiat de activarea factorilor de angiogeneză care stimulează eliberarea enzimelor proteolitice şi de metaloproteinaze matriceale din celulele endoteliale. Ulterior are loc degradarea membranei bazale, cu invazia, migrarea şi proliferarea celulelor prin matricea interstiţială subiacentă şi formarea de noi capilare. Transglutaminaza este prezentă pe celulele endoteliale endometriale, unde se poate lega de Ac anti-transglutaminază formaţi, complexul Ag-Ac având activitate inhibitorie asupra angiogenezei, demonstrată in vitro(12). Deşi ar fi recomandat în ASRI şi în infertilitatea idiopatică, din cauza studiilor insuficiente, screeningul serologic de rutină pentru BC nu este utilizat în practică(12). Trebuie să evidenţiem însă importanţa dietei de excludere totală a glutenului la pacientele cunoscute cu BC, în vederea performanţelor reproductive.

Imunofenotiparea

Imunofenotiparea reprezintă evaluarea numărului şi tipului de leucocite şi limfocite sangvine. În infertilitate, se recomandă determinarea:

  • limfocitelor T supresoare (CD3+ CD8+)

  • limfocitelor T NK (CD3+ CD56+)

  • limfocitelor T regulatorii (CD3+ CD125+ CD27-)

  • limfocitelor NK (CD3- CD56+ CD16+).

Rezultatele modificate ne ajută în diagnosticul şi managementul pacientelor cu patologii reproductive.

Tratament

Datele prezentate în literatură ca posibilităţi privind tratamentul imunologic al infertilităţii sunt încă sub semnul incertitudinii.
 

Imunoglobulina intravenoasă (Ig i.v.)

Ig i.v. reglează raportul Treg/Th17 în favoarea celulelor Treg, scade acţiunea citotoxică şi numărul celulelor NK şi interacţionează cu complementul în scopul stimulării acţiunii antiinflamatorii. Există cazuri clinice descrise cu efect terapeutic favorabil în urma tratamentului administrat, însă rolul terapiei cu Ig i.v. pentru ASR, în urma mai multor studii şi metaanalize, rămâne controversat(5,8).

Imunoterapia limfocitară (IL)

Datele din literatură susţin efectul benefic al utilizării IL în tratamentul ASRI. Se consideră că doze mici de IL reglează echilibrul Th1/Th2/Treg şi descresc eliberarea citokinelor proinflamatorii din celulele Th17(4,8). În 2002, Food and Drug Administration (FDA) a limitat IL la nivelul studiilor, în urma unei cercetări a lui Ober et al. din 1999, care a relevat o creştere a ratei ASR. Ober a depozitat sângele câteva ore la temperatura de 1-6 grade, mai târziu însă a fost demonstrat efectul imunomodulator al celulelor CD200+ şi scăderea numărului acestora în cazul depozitării sângelui la temperaturi joase. Cercetările ulterioare au evidenţiat un efect terapeutic benefic la administrarea de IL proaspătă(4).

Infuzia cu intralipid

Această terapie oferă organismului femeii acizi graşi esenţiali, care ajută la diminuarea celulelor NK(4).

Preparate anti-TNF‑α

Terapia cu preparatele anti-TNF‑α reduce răspunsul inflamator, neutralizând TNF‑α. Utilizarea terapiei anti-TNF‑α în combinaţie cu doze mici de aspirină, heparină şi/sau Ig i.v. a oferit rezultate favorabile, crescând incidenţa naşterilor de feţi vii la femeile cunoscute anterior cu infertilitate.

Heparina cu greutate moleculară mică (LMWH)

Clinicienii implicaţi în infertilitate au folosit pe larg LMWH ca regim terapeutic empiric pentru ASRI. Efectul anticoagulant şi acţiunea inhibitorie asupra complementului explică efectul antiinflamator în patologia ASR. Rezultatele unui studiu au evidenţiat descreşterea ratei de ASR cu 54% la femeile tratate cu LMWH în combinaţie cu doze mici de aspirină(8).

Glucocorticoizii (GC)

Se consideră că tromboza uteroplacentară şi vasoconstricţia rezultă din legarea anticorpilor de membrana fosfolipidică endotelială. GC au efect supresor asupra autoanticorpilor. Unele cercetări au evidenţiat un efect favorabil al GC în deficienţele de implantare la pacientele cu autoanticorpi seropozitivi. Pe de altă parte, metaanalizele ulterioare nu au relevat o diferenţă semnificativă faţă de lotul de control.

Concluzii

  • Etiologia imunologică se consideră a fi cea mai importantă cauză a ASRI.

  • Complexitatea sistemului imunitar este copleşitoare, manifestările clinice fiind adesea diverse şi nespecifice, uneori având un răsunet clinic marcant, alteori rămânând neobservate. Acesta este motivul pentru care clinicienii, în faţa provocărilor infertilităţii, ar trebui să ia în calcul şi cele mai rare sau mai puţin studiate cauze.

  • Predominanţa celulelor şi a citokinelor proinflamatorii în defavoarea celulelor Treg este descrisă în majoritatea articolelor despre ASRI(8,10).

  • Cu toate că sunt necesare cercetări ulterioare aprofundate în vederea diagnosticului imunologic, asupra utilităţii şi a siguranţei imunoterapiei ţintite, a fost remarcat un beneficiu evident în administrarea imunoterapiei la categorii selectate de femei cu disfuncţii imunologice(7,8,15,16).  

Bibliografie

  1. Sacks G, Finkelstein E. Natural killer cells and reproductive success. Am J Reprod Immunol. 2020 Jun;20:e13291. 
  2. Bao SH, Wang XP, De Lin Q, Wang WJ, Yin GJ, Qiu LH. Decidual CD4+CD25+CD127dim/- regulatory T cells in patients with unexplained recurrent spontaneous miscarriage. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol. 2011 Mar;155 (1):94-8. 
  3. Jafarpour R, Pashangzadeh S, Mehdizadeh S, Bayatipoor H, Shojaei Z, Motallebnezhad M. Functional significance of lymphocytes in pregnancy and lymphocyte immunotherapy in infertility: A comprehensive review and update. Int Immunopharmacol. 2020 Oct;87:106776. 
  4. Cavalcante MB, Sarno M, Araujo Júnior E, Da Silva Costa F, Barini R. Lymphocyte immunotherapy in the treatment of recurrent miscarriage: systematic review and meta-analysis. Arch Gynecol Obstet. 2017 Feb;295 (2):511-518. 
  5. Diejomaoh MF. Recurrent spontaneous miscarriage is still a challenging diagnostic and therapeutic quagmire. Med Princ Pract. 2015;24 Suppl 1 (Suppl 1):38-55. 
  6. Zegers-Hochschild F, Adamson GD, de Mouzon J, Ishihara O, Mansour R, Nygren K, Sullivan E, van der Poel S, on behalf of ICMART and WHO, The International Committee for Monitoring Assisted Reproductive Technology (ICMART) and the World Health Organization (WHO) Revised Glossary on ART Terminology, 2009, Human Reproduction. 2009; 24(11Pages 2683–2687
  7. Woon EV, Day A, Bracewell-Milnes T, Male V, Johnson M. Immunotherapy to improve pregnancy outcome in women with abnormal natural killer cell levels/activity and recurrent miscarriage or implantation failure: A systematic review and meta-analysis. J Reprod Immunol. 2020 Nov;142:103189
  8. Ali S, Majid S, Niamat Ali M, Taing S. Evaluation of T cell cytokines and their role in recurrent miscarriage. International Immunopharmacology. 2020 Mar 3;82:106347.
  9. Comins-Boo A, Garcia-Segovia A, del Prado NN, de la Fuente L, Alonso J, et al. Evidence-based Update: Immunological Evaluation of Recurrent Implantation Failure. Reproductive Immunol Open Acc. 2016;1:24.
  10. Sarah A. Robertson, Alison S. Care, Lachlan M. Moldenhauer. Regulatory T cells in embryo implantation and the immune response to pregnancy. J Clin Invest. 2018;128 (10):4224-4235.
  11. Sojka DK, Yang L, Yokoyama WM. Uterine Natural Killer Cells. Front Immunol. 2019;10-960.
  12. Tersigni C, Castellani R, de Waure C, Fattorossi A, De Spirito M, Gasbarrini A, Scambia G, Di Simone N. Celiac disease and reproductive disorders: meta-analysis of epidemiologic associations and potential pathogenic mechanisms. Hum Reprod Update. 2014 Jul-Aug;20 (4):582-93.Epub 2014 Mar 11.
  13. Mooney PD, Hadjivassiliou M, Sanders DS. Coeliac disease. BMJ. 2014 Mar 3;348:g1561. 
  14. Ludvigsson JF, Montgomery SM, Ekbom A. Celiac disease and risk of adverse fetal outcome: a population-based cohort study. Gastroenterology. 2005 Aug;129 (2):454-63. 
  15. Hviid MM, Macklon N. Immune modulation treatments-where is the evidence? Fertil Steril. 2017 Jun;107 (6):1284-1293. doi: 10.1016/j.fertnstert.2017.04.009. Epub 2017 May 10. PMID: 28501364.
  16. Baczkowski T, Kurzawa R. Immunophenotypic profiles of peripheral blood lymphocytes on the day of embryo transfer in women undergoing in vitro fertilization. February 2007 Folia Histochemica et Cytobiologica 45 Suppl 1 (I):S73-7

Articole din ediţiile anterioare

RUBRICA SPECIALISTULUI | Ediţia 1 3 / 2019

Alergia la grâu – aspecte clinice şi de management

Adriana Muntean, Corina Bocșan, Prof. dr. Diana Deleanu

Alergia la cereale este printre cele mai comune forme de alergie alimentară. Răspunsurile imunologice induse de proteinele din cereale pot fi IgE ş...

25 martie 2019
RUBRICA SPECIALISTULUI | Ediţia 1 3 / 2019

Sensibilitatea la gluten – adevăr sau tendinţe?

Selda Ali, Roxana Silvia Bumbăcea

În ultima decadă, ingestia glutenului, un complex de componente proteice de origine vegetală, a fost asociată cu diverse afecţiuni, cum sunt boala ...

25 martie 2019