The role of mutations in the PI3K/AKT/mTOR signal pathway in decreasing ovarian reserve in reproductive patients with deep infiltrative endometriosis

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Aim. To study the effect of deep infiltrative endometriosis on the state of the ovarian reserve in patients of reproductive age, as well as to evaluate the spectrum of mutations in the PIK3CA gene among patients with infiltrative form of external genital endometriosis.

Materials and methods. The main group of the study included 50 patients of reproductive age with deep infiltrative endometriosis, in 18 of whom deep infiltrative endometriosis was combined with ovarian endometriomas. The comparison group included 25 patients of reproductive age who underwent laparoscopic metroplasty of an inconsistent uterine scar from a cesarean section. All patients underwent determination of the level of anti-Müllerian hormone, follicle-stimulating hormone and estradiol in the blood by enzyme immunoassay, as well as counting the number of antral follicles in the ovaries during transvaginal ultrasound examination. The search for activating mutations of the PIK3CA gene was carried out by sequencing a new generation of DNA in tissue samples of ovarian endometriomas in patients with a combination of infiltrative endometriosis and endometrioid ovarian cysts (n=18), as well as in biopsies of healthy ovarian tissue in all patients of the main group (n=50) and comparison groups (n=25).

Results. When assessing the state of the ovarian reserve in the patients of the two groups, it was found that the anti-Müllerian hormone level in the patient with the infiltration form of external genital endometriosis was 2.6±2.2 ng/ml, while in the comparison group it was 3.6±3.5 ng/ml, however, the difference did not reach statistical significance, p>0.05. The number of antral follicles according to transvaginal ultrasound was significantly lower in the main group (8.5±4.5) than in the comparison group (12.2±4.1), p=0.001. This difference was statistically significant both for patients with ovarian endometriomas (6.0±4.2, p<0.001) and for patients without ovarian endometriomas (9.8±4.2, p=0.04). Our study did not reveal PIK3CA gene mutations in any of the ovarian endometrioma tissue samples from patients with a combination of infiltrative endometriosis and endometrioid ovarian cysts, as well as in none of the healthy ovarian tissue biopsies from patients of the main group and the comparison group using the new generation DNA sequencing method.

Conclusion. The presence of deep infiltrative endometriosis is associated with a decrease in ovarian reserve in patients of reproductive age, regardless of the presence of endometrioid ovarian lesions. Population studies are needed to identify mutations of this gene in endometriosis, as well as to study mutations of other genes encoding proteins regulating the antiapoptotic signaling pathway PI3K/AKT/mTOR, to identify the mechanism of ovarian reserve depletion in infiltrative form of external genital endometriosis.

About the authors

Oxana A. Melkozerova

Urals Scientific Research Institute for Maternal and Child Care

Author for correspondence.
Email: abolmed1@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4090-0578
Scopus Author ID: 56358107200
ResearcherId: AAA-6978-2020
http://niiomm.ru/administratsiya-nii-omm/554-melkozerova-oksana-aleksandrovna

D. Sci. (Med.)

Russian Federation, 620028, Ekaterinburg, Repin street, 1

Ekaterina O. Okulova

Urals Scientific Research Institute for Maternal and Child Care

Email: cat93_07@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3035-2862

Graduate Student

Russian Federation, 620028, Ekaterinburg, Repin street, 1

Anna A. Mikhelson

Urals Scientific Research Institute for Maternal and Child Care

Email: ann_lukach@list.ru
ORCID iD: 0000-0003-1709-6187
Scopus Author ID: 57211026709
ResearcherId: AAB-9373-2020

D. Sci. (Med.)

Russian Federation, 620028, Ekaterinburg, Repin street, 1

Tatyana B. Tretyakova

Urals Scientific Research Institute for Maternal and Child Care

Email: tbtretyakova@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5715-7514
SPIN-code: 8626-2640
Scopus Author ID: 57191620822

Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, 620028, Ekaterinburg, Repin street, 1

References

  1. Эндометриоз. Клинические рекомендации Минздрава России, 2020 [Endometrioz. Klinicheskie rekomendatsii Minzdrava Rossii, 2020 (in Russian)].
  2. Адамян Л.В., Салимова Д.Ф., Кондратович Л.М. Патогенетические аспекты эндометриоз-ассоциированного бесплодия. Проблемы репродукции. 2015;21(6):90-6 [Adamyan LV, Salimova DF, Kondratovich LM. Patogeneticheskie aspekty endometrioz-assotsiirovannogo besplodiia. Problemy reproduktsii. 2015;21(6):90-6 (in Russian)]. doi: 10.17116/repro201521682-88
  3. Башмакова Н.В., Мелкозерова О.А., Михельсон А.А., Окулова Е.О. Роль средовых факторов в патогенезе бесплодия, ассоциированного с генитальным эндометриозом (обзор литературы). Проблемы репродукции. 2019;25(5):42-8 [Bashmakova NV, Melkozerova OA, Mikhelson АА, Okulova EO. Rol sredovykh faktorov v patogeneze besplodiia, assotsiirovannogo s genitalnym endometriozom (obzor literatury). Problemy reproduktsii. 2019;25(5):42-8 (in Russian)]. doi: 10.17116/repro20192505142
  4. Мелкозерова О.А., Башмакова Н.В., Окулова Е.О. Генетические и эпигенетические механизмы бесплодия, ассоциированного с генитальным эндометриозом. Акушерство и гинекология. 2019;8:26-32 [Melkozerova OA, Bashmakova NV, Okulova EO. Genetic and epigenetic mechanisms of infertility associated with genital endometriosis. Оbstetrics and Gynecology. 2019;8:26-32 (in Russian)]. doi: 10.18565/aig.2019.8.26-32
  5. Barnett R, Banks N, Decherney AH. Endometriosis and Fertility Preservation. Clin Obstet Gynecol. 2017;60(3):517-23. doi: 10.1097/GRF.0000000000000311
  6. Hsueh AJ. Fertility: the role of mTOR signaling and KIT ligand. Curr Biol. 2014;24(21):R1040-2. doi: 10.1016/j.cub.2014.09.033
  7. Ashrafi M, Arabipoor A, Hemat M, Salman-Yazdi R. The impact of the localisation of endometriosis lesions on ovarian reserve and assisted reproduction techniques outcomes. J Obstet Gynaecol. 2019;39(1):91-7. doi: 10.1080/01443615.2018.1465898
  8. Romanski PA, Brady PC, Farland LV, et al. The effect of endometriosis on the antimüllerian hormone level in the infertile population. J Assist Reprod Genet. 2019;36(6):1179-84. doi: 10.1007/s10815-019-01450-9
  9. Kasapoglu I, Ata B, Uyaniklar O, et al. Endometrioma-related reduction in ovarian reserve (ERROR): a prospective longitudinal study. Fertil Steril. 2018;110(1):122-7. doi: 10.1016/j.fertnstert.2018.03.015
  10. Garavaglia E, Sala C, Taccagni G, et al. Fertility Preservation in Endometriosis Patients: Anti-Müllerian Hormone Is a Reliable Marker of the Ovarian Follicle Density. Front Surg. 2017;4:40. doi: 10.3389/fsurg.2017.00040
  11. Kawamura K, Cheng Y, Suzuki N, et al. Hippo signaling disruption and Akt stimulation of ovarian follicles for infertility treatment. Proc Natl Acad Sci USA. 2013;110(43):17474-9. doi: 10.1073/pnas.1312830110
  12. Rehnitz J, Alcoba DD, Brum IS, et al. FMR1 and AKT/mTOR signalling pathways: potential functional interactions controlling folliculogenesis in human granulosa cells. Reprod Biomed Online. 2017;35(5):485-93. doi: 10.1016/j.rbmo.2017.07.016
  13. Takeuchi A, Koga K, Satake E, et al. Endometriosis triggers excessive activation of primordial follicles via PI3K-PTEN-Akt-Foxo3 pathway. J Clin Endocrinol Metab. 2019;104(11):5547-54. doi: 10.1210/jc.2019-00281
  14. Alqahtani A, Ayesh HSK, Halawani H. PIK3CA Gene Mutations in Solid Malignancies: Association with Clinicopathological Parameters and Prognosis. Cancers (Basel). 2019;12(1):93. doi: 10.3390/cancers12010093
  15. Su YF, Tsai EM, Chen CC, et al. Targeted sequencing of a specific gene panel detects a high frequency of ARID1A and PIK3CA mutations in ovarian clear cell carcinoma. Clin Chim Acta. 2019;494:1-7. doi: 10.1016/j.cca.2019.03.003
  16. Adashek JJ, Kato S, Lippman SM, Kurzrock R. The paradox of cancer genes in non-malignant conditions: implications for precision medicine. Genome Med. 2020;12(1):16. doi: 10.1186/s13073-020-0714-y
  17. Adewuyi EO, Sapkota Y, Auta A, et al. Shared Molecular Genetic Mechanisms Underlie Endometriosis and Migraine Comorbidity. Genes. 2020;11(3):268. doi: 10.3390/genes11030268
  18. Anglesio MS, Papadopoulos N, Ayhan A, et al. Cancer-Associated Mutations in Endometriosis without Cancer. N Engl J Med. 2017;376(19):1835-48. doi: 10.1056/NEJMoa1614814
  19. Lac V, Verhoef L, Aguirre-Hernandez R, et al. Iatrogenic endometriosis harbors somatic cancer-driver mutations. Hum Reprod. 2019;34(1):69-78. doi: 10.1093/humrep/dey332
  20. Zou Y, Zhou JY, Guo JB, et al. The presence of KRAS, PPP2R1A and ARID1A mutations in 101 Chinese samples with ovarian endometriosis. Mutat Res. 2018;809:1-5. doi: 10.1016/j.mrfmmm.2018.03.001

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Assessment of the quality of reading the forward (а) and reverse (b) DNA sequences of exon 10 (1540–1664 bp) and part of exon 21 (3030–3185 bp) of the PIK3CA gene.

Download (205KB)
3. Fig. 2. Baseline content of the forward (a) and reverse (b) DNA sequences of exon 10 (1540–1664 bp) and part of exon 21 (3030–3185 bp) of the PIK3CA gene.

Download (652KB)

Copyright (c) 2021 Consilium Medicum

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».