Vloga metabolitov progesterona pri hormonsko odvisnih boleznih

Hormonsko-odvisne bolezni, vključujoč hormonsko-odvisne oblike raka, ki predstavljajo kar 20 % vseh rakov, in benigne hormonsko-odvisne bolezni so izjemno pogoste. V zadnjih desetletjih so pri hormonsko-odvisnih boleznih žensk večinoma proučevali vlogo estrogenov, medtem ko vloga progesterona še ni raziskana. Metabolizem P so običajno razlagali kot zmanševanje lokalne koncentracije aktivne oblike, vendar pa so v zadnjih letih študije razkrile, da imajo metaboliti P pomebno vlogo pri raku dojk. Ti metaboliti, predvsem 5a-pregnani, se v rakavem tkivu dojk nahajajo v večjih koncentracijah in preko membranskih receptorjev stimulirajo proliferacijo, migracijo in zmanjšajo apoptozo.To vlogo metabolitov P so do sedaj proučevali zgolj pri raku dojk, medtem ko za ostale hormonsko-odvisne bolezni, vključno z rakom endometrija in endometriozo ni podatkov. Rak endometrija predstavlja najpogostejši ginekološki rak in četrti najpogostejši rak v razvitem svetu, ki se v 30 % pojavlja pri ženskah pred menopavzo. Rak endometrija običajno zdravijo s histerektomijo, zdravljenje bolnic, ki želijo ohraniti plodnost, pa še vedno predstavlja problem. Endometrioza je kompleksna poligenska bolezen, ki jo definiramo kot prisotnost žlez in strome endometrija zunaj maternične votline. Bolezen se pojavlja kar pri 10-15 % žensk v rodni dobi in pri 35-50 % neplodnih žensk. Klasični načini zravljenja endometrioze imajo resne stranske učinke in poslabšajo kvaliteto življenja teh bolnic. Jasno je, da nujno potrebujemo nove pristope za razvoj posamezni bolnici prilagojenega zdravljenja raka endometrija in endometrioze. Na osnovi naših predhodnih raziskav smo postavili hipotezo, da se 5a-pregnani tvorijo v endometriju bolnic z rakom endometrija in endometriozo, v tem tkivu aktivirajo specifične membransko vezane receptorje in znotrajcelične signalne poti, ter na ta način stimulirajo proliferacijo in migracijo rakavih in endometriotičnih celic. Cilji projekta so: 1. Razjasniti metabolizem P pri raku endometrija in endometriozi. Raziskali bomo metabolizem P v tkivu in modelnih celičnih linijah raka endometrija in endometrioze. S pristopom siRNA in s specifičnimi inhibitorji bomo identificirali posamezne encime vključene v metabolizem. Metabolite P bomo identificirali z LC-MS/MS metodo. 2. Razložiti mehanizem delovanja metabolitov P pri teh dveh boleznih. Proučili bomo vpliv metabolitov P na proliferacijo, migracijo in invazivnost modelnih celičnih linij v realnem času. Preverili bomo povezanost glavnih signalnih poti s proliferativnih delovanjem 5a-pregnanov. Mehanizem delovanja bomo razjasnili z identifikacijo receptorjev in posameznih komponent znotrajcelične signalne kaskade. Predlagani projekt bo prispeval k: 1. odkritju novih tarč za razvoj zdravil (med encimi metabolizma P, in membranskimi receptorji), 2. razvoju diagnostičnih testov (imunohistokemijsko barvanje encimov metabolizma P in receptorjev v biopsijah endometrija bolnic) in 3. razvoju neinvazivnih diagnostičnih testov (določanje koncentracije metabolitov P v plazmi ali urinu bolnic z RE ali endometriozo.

V zadnjih desetletjih so pri hormonsko-odvisnih boleznih žensk večinoma proučevali vlogo estrogenov, medtem ko vloga progesterona ni bila raziskana. Metaboliti progesterona so do nedavnega veljali za neaktivne spojine, pred kratim pa so ugotovili, da imajo pomembno vlogo pri razvoju raka dojk, saj metaboliti progesterona, predvsem 5alfa-pregnani, stimulirajo proliferacijo in migracijo celic in preprečujejo apoptozo. Vloge metabolitov progesterona pri raku endometrija in endometriozi še niso proučevali; ni bilo znano, kateri encimi so vključeni v metabolizem, kateri metaboliti nastanejo v bolezensko spremenjenem endometriju, pa tudi mehanizem delovanja teh metabolitov ni bil znan. Čeprav so pred časom odkrili nove vrste membransko vezanih receptorjev za progesteron (mPR), njihovega izražanja v bolezensko spremenjenem endometriju in njihove možne povezave z delovanjem metabolitov progesterona še niso proučevali. V okviru projektu smo prvi razjasnili metabolizem progesterona pri raku endometrija in endometriozi. Prvi smo proučili tudi mehanizem delovanja metabolitov progesterona in njihov vpliv na proliferacijo. Projekt je prispeval k prepoznavanju encimov metabolizma progesterona, AKR1C2 in SRD5A1, kot možnih novih tarč za razvoj zdravil, ter mPR kot možnih prognostičnih označevalcev. Metoda LC-MS/MS, ki smo jo razvili za ločevanje in kvantifikacijo 16 metabolitov progesterona, predstavlja prvo opisano metodo za analizo celotnega nabora metabolitov progesterona, brez predhodne derivatizacije, z dobro ponovljivostjo in kar femtomolarno občutljivostjo. Metoda omogoča analizo kliničnih vzorcev, kar bo v prihodnje lahko prispevalo k identifikaciji metabolitov progesterona kot novih diagnostičnih ali prognostičnih označevalcev različnih patoloških stanj. Rezultati projekta so razširili znanje na področju molekularne endokrinologije, predvsem na področju novih mehanizmov delovanja steroidnih hormonov.

Rezultate našega raziskovalnega projekta smo objavili in predstavili na vrsti mednarodnih znanstvenih srečanj ter tako prispevali k promociji Slovenije in slovenske znanosti. V okviru raziskovalnega projekta smo sodelovali z uveljavljenima inštitucijama, s »Helmholtz Zentrum Munchen«, Nemčija in z »University of Texas Austin”, Port Aransas, ZDA. Tako smo v Slovenijo prenesli visokokvalitetno znanje steroidne analitike, predvsem analitike metabolitov progesterona in znanje metodoloških pristopov proučevanja membranskih receptorjih za steroidne hormone. Projekt je prispeval tudi k višji ravni raziskovalnega dela in poučevanja na Medicinski fakulteti, Univerze v Ljubljani. Novo znanje pridobljeno v okviru projekta smo študentom medicine predali v okviru izbirnih predmetov: Steroidna biokemija in Hormonsko odvisne bolezni: biokemijski in klinični vidiki. V okviru predlaganega projekta sta se usposabljali dve doktorski študentki, ki sta pridobili izkušnje na področju analitike steroidnih metabolitov, metabolizma progesterona in novih mehanizmov delovanja steroidnih hormonov. Odmevni rezultati projekta bodo prispevali tudi k mednarodni uveljavitvi obeh raziskovalnih organizacij, izvajalk tega projekta, Medicinske fakultete Univerze v Ljubljani in Univerzitetnega kliničnega centra v Ljubljani.