Progesteron ima vrsto fizioloških vlog. Čeprav so te vloge progesterona precej dobro raziskane, pa delovanja posameznih metabolitov progesterona še ne razumemo v podrobnosti. Objavljene študije kažejo, da so tudi metaboliti biološko aktivni, saj delujejo kot anestetiki, anksiolitiki in antikonvulzivi, vplivajo na mielinizacijo živčnih vlaken in imajo pomembno vlogo v nosečnosti in ob začetku poroda. Za proučevanje celotnega nabora vlog posameznih metabolitov progesterona so nujno potrebne ustrezne analitske metode, ki omogočajo ločevanje in kvantifikacijo posameznih metabolitov. V članku predstavljamo novo metodo tekočinske kromatografije sklopljene z masno spektrometrijo, ki omogoča detekcijo in kvantifikacijo progesterona in njegovih 16 metabolitov v enem koraku. Gre za prvo opisano metodo za ločevanje in kvantifikcijo celotnega nabora metabolitov progesterona brez predhodne derivatizacije vzorcev, z dobro ponovljivostjo in kar femtomolarno občutljivostjo. Metodo smo do sedaj uporabili za študije metabolizma progesterona v modelnih celičnih linijah raka endometrija, v prihodnje pa jo bomo prilagodili tudi za določanje koncentracije metabolitov progesterona v različnih tkivih in fizioloških tekočinah.
COBISS.SI-ID: 31822297
Rak endometrija predstavlja najpogostejši ginekološki rak v razvitem svetu. Velika večina raka endometrija je odvisna od estrogenov in je povezana z zmanjšanimi zaščitnimi učinki progesterona. Razvoj raka endometrija je povezan tudi s procesom vnetja in z zmanjšano diferenciacijo celic. V predhodnih študijah smo v vzorcih tkiva raka endometrija in okolnega kontrolnega tkiva proučili izražanje genov vključenih v delovanje estrogenov in progesterona, v sam proces vnetja in v diferenciacijo tumorja. Namen te študije je bil preveriti korelacije med izražanjem genov in demografskimi značilnostmi ter proučiti spremembe v izražanju genov glede na histopatološke in klinične značilnosti 51 bolnic z rakom endometrija. Preverili smo korelacije in razlike v izražanju 38 genov vključenih v pet patofizioloških procesov: 1) z estrogeni stimulirano proliferacijo, 2) z estrogeni povezano karcinogenezo, 3) zmanjšano biosintezo progesterona, 4) pospešen metabolizem progesterona in 5) pospešen proces vnetja in zmanjšano diferenciacijo tumorja. Analiza s korelacijskim koeficientom Spearman je razkrila, da izražanje gene PAQR7 korelira s starostjo, izražanje genov SRD5A1, AKR1B1 in AKR1B10 s telesno težo, izražanje genov SRD5A1 in AKR1B10 pa s telesno težo in ITM. Analiza izražanja genov glede na menopavzni status, histološki gradus, invazijo v miometrij, limfovaskularno invazijo in FIGO stadij z Mann-Whitney U testom je razkrila statistično značilno zmanjšano izražanje genov STAR (4.4-krat; adj. p=0.009) in AKR1B10 (9-krat; adj. p=0.003) pri raku visokega gradusa v primerjavi z rakom nizkega gradusa. Zmanjšano izražanje gena STAR je lahko povezano z zmanjšano de-novo sintezo steroidnih hormonov in s tem slabšo diferencicijo tumorja. Zmanjšano izražanje gena AKR1B10 lahko vodi k nezadostni detoksifikaciji toksičnih elektrofilnih karbonilnih spojin pri raku endometrija visokega gradusa. Naši rezultati torej kažejo potencial STAR in AKR1B10 kot prognostičnih označevalcev in pomen nadaljne validacije na proteinski ravni.
COBISS.SI-ID: 33102041
Rak endometrija je najpogostejši ginekološki rak. Povezujejo ga s prekomerno stimulacijo proliferacije z estrogeni ob odsotnosti progesterona, ki delovanju estrogenov nasprotuje in celice usmerja v diferenciacijo. Zmanjšana zaščitna vloga progesterona je lahko povezana s pospešenim metabolizmom progesterona. Metaboliti 5alfa-pregnani lahko stimulirajo proliferacijo in se tako vpletajo v karcinogenezo. Cilji naše študije so bili: 1. identificirati in kvantificirati metabolite progesterona v modelnih celičnih linijah raka endometrija HEC-1A in Ishikawa in 2. identificirati in določiti vlogo posameznih encimov metabolizma progesterona. Študije metabolizma progesterona v povezavi z LC-MS/MS metodo so omogočile identifikacijo in kvantifikacijo posameznih metabolitov. Encime metabolizma progesterona smo proučevali s siRNA pristopom ter nadaljno študijo metabolizma progesterona, identifikacijo in kvantifikacije metabolitov. V celični liniji Ishikawa se je progesteron metaboliziral predvsem v 20alfa-hidroksi-pregn-4-en-3-on, 20alfa-hidroksi-5alfa-pregnan-3-on in 5alfa-pregnan-3alfa/beta, 20alfa-diol. V celični liniji HEC-1A je metabolizem potekal zelo hitro, glavni metabolit pa je bil 20alfa-hidroksi-pregn-4-en-3-on. Glavna razlika med celičnima linijama je bila predvsem v hitrosti metabolizma, pa tudi v koncentracijah 5alfa-pregnanov in 4-pregnenov. V celični linijah Ishikawa in HEC-1 je bila mRNA raven AKR1C2 110-krat in 6800-krat višja od mRNA ravni AKR1C1, kar kaže, da redukcijo 5alfa-pregnanov in 4-pregnenov na mestu C20 katalizira predvsem encim AKR1C2. Utišanje genov AKR1C1 in AKR1C2 je zmanjšalo metabolizem progesterona v obeh celičnih linijah, kar nadalje podpira pomembno vlogo tega encima. V obeh celičnih linijah je bil izražen tudi gen SRD5A1, ki kodira za 5alfa-reduktazo tipa 1. Utišanje SRD5A1 je potrdilo, da redukcijo na mestu C5 katalizira predvsem ta encim. Utišanje tega gena je bistveno znižalo metabolizem progesterona, kar naj bi povečalo njegovo zaščitno vlog. Naši rezultati torej kažejo, da imata encima AKR1C2 in SRD5A1 ključno vlogo v metabolizmu progesterona pri obeh modelnih celičnih linijah raka endometrija.
COBISS.SI-ID: 31704793
Encimi aldo-keto reduktaze AKR1C1-AKR1C4 in AKR1D1 imajo pri človeku pomembne vloge pri metabolizmu steroidnih hormonov, pri biosintezi nevrosteroidov in žolčnih kislin, pri metabolizmu konjugiranih steroidov in steroidnih zdravil. Ti encimi katalizirajo od NADPH odvisne redukcije na mestih C3, C5, C17 in C20 steroidnega skeleta. AKR1C1 in AKR1C4 delujeta kot 3-keto, 17-keto in 20-ketosteroid reduktazi, medtem ko AKR1D1 deluje kot delta4-3-ketosteroid-5beta-reduktaza (steroid 5beta-reduktaza). Encimi AKR1 tako uravnavajo koncentracijo aktivnih ligandov in s tem aktivacijo jedrskih receptorjev ter uravnavajo koncentracijo nevrosteroidov, ki modulirajo aktivnost GABAA in NMDA receptorjev. Na ta način na pred-receptorski ravni uravnavajo delovanje jedrskih in membranskih receptorjev. Spremenjeno izražanje posameznih genov AKR1C je povezano z razvojem raka prostate, raka dojk in raka endometrija. Mutacije v genih AKR1C1 in AKR1C4 so povezane z motnjami v spolnem razvoju zarodkov, mutacije v genu AKR1D1 pa z boleznimi pomanjkanja žolčnih kislin.
COBISS.SI-ID: 30940121
Rak endometrija je ena najpogostejših malignih ginekoloških bolezni na svetu. Povezana je s prekomerno izpostavljenostjo estrogenom ob sočasnem zmanjšanem zaščitnem delovanju progesterona, kar kaže, da so spremenjena biosinteza progesterona, metabolizem in njegovo delovanje vključeni v razvoj raka endometrija. Naš cilj je bil ovrednotiti te procese s kvantitativno reakcijo verižne polimeraze v realnem času na 47 parnih vzorcih rakavega in kontrolnega endometrija. Najprej smo preučili izražanje genov za proteine, ki so vpleteni v biosintezo progesterona: steroidogeni akutni regulatorni protein (STAR), citokrom P450 11A1 (CYP11A1); in 3β-hidroksisteroid-dehidrogenazi/ ketosteroid izomerazi tip 1 in 2 (HSD3B1 in HSD3B2). Pokazali smo 1,9- kratno znižanje v izražanju STAR in 10,0 -kratno znižanje v izražanju CYP11A1 v rakavem endometriju v primerjavi s kontrolnim endometrijem. Izražanje HSD3B1 in HSD3B2 je bilo nespremenjeno. Nato smo preučili izražanje genov za proteine metabolizma progesterona: 3-keto in 20-keto steroid reduktaz (AKR1C1-AKR1C3), 5α-reduktaz (SRD5A1 in SRD5A2) ter 17β-hidroksisteroid dehidrogenaze tipa 2 (HSD17B2). Vsi geni so bili izraženi tako v rakavem kot v kontrolnem endometriju. V rakavem tkivu smo opazili 3,0-kratno zvišanje v izražanju HSD17B2 in 3,7-krat znižano izražanje SRD5A2 v primerjavi s kontrolnim endometrijem. Pri ostalih genih statistično značilnih razlik v izražanju nismo opazili. Preučili smo tudi izražanje jedrnih receptorjev za progesteron A in B (PGR) skupaj ter ločeno izražanje jedrnega receptorja za progesteron B (PRB). Tukaj smo videli 1,8-krat in 2,0 -krat nižje ravni mRNA PGR in PRB v rakavem endometriju glede na kontrolni endometrij. Znižano izražanje STAR, CYP11A1 in PGR v rakavem endometriju lahko vodi do znižane biosinteze in zmanjšanega zaščitnega delovanja progesterona, kar pa bo potrebno še nadaljnje preučiti.
COBISS.SI-ID: 30307545