Expression of human telomerase reverse transcriptase (hTERT) in endometrium during menstrual cycle

Telomery są specyficznymi strukturami zlokalizowanymi na końcach chromosomów. Są one zbudowane z wielokrotnie powtarzających się heksanukleotydów TTAGGG [1]. Ludzkie telomery mają długość do 25000 bp [2]. Telomery nie zawierają sekwencji kodujących. Ich rola polega przede wszystkim na ochronie chromosomów przed degradacją, zmianą struktury i fuzją z innymi chromosomami [1, 3]. Podczas każdego podziału komórkowego dochodzi do utraty od 50 do 200 nukleotydów z telomerowego DNA każdego z chromosomów [4]. Osiągnięcie przez telomery krytycznej długości prowadzi do apoptozy, tj. do programowanej śmierci komórki [4–6]. Wynika z tego, że prawidłowe komórki mogą dzielić się skończoną ilość razy (tzw. limit Hayflicka), a telomery pełnią w komórce rolę zegara biologicznego. Niektóre intensywnie regenerujące się komórki (np. komórki rozrodcze, komórki hematopoetyczne, keratynocyty) oraz większość komórek nowotworowych wykształciły specyficzne mechanizmy chroniące je przed śmiercią, wynikającą ze skrócenia telomerów [7–10]. Przede wszystkim wynikają one z aktywacji telomerazy – enzymu mającego zdolność wydłużania telomerów. Jest on zbudowany z podjednostki białkowej (hTERT), z matrycy RNA (hTR) oraz z białek towarzyszących – hTEP. Telomeraza, będąc odwrotną transkryptazą, dobudowuje nukleotydy do końcowego odcinka chromosomu wykorzystując własną matrycę RNA [11].
Cel pracy
Celem pracy była ocena ekspresji telomerazy w błonie śluzowej jamy macicy miesiączkujących kobiet w fazie proliferacyjnej oraz sekrecyjnej.
Materiał i metodyka
W skład grupy badanej weszło 25 miesiączkujących kobiet w wieku 22–53 lat (średnio 46 lat), u których wykonano diagnostyczne wyłyżeczkowanie jamy macicy ze względu na nieprawidłowy wynik badania cytologicznego, polipa szyjki macicy lub mięśniaków macicy bez nieprawidłowych krwawień i zaburzeń miesiączkowania. Na podstawie badania histopatologicznego pacjentki zostały podzielone na 2 grupy. W skład I grupy weszło 12 kobiet, u których w badaniu histopatologicznym stwierdzono endometrium w fazie proliferacyjnej. Do II grupy (n=13) zakwalifikowano pacjentki z endometrium w fazie sekrecyjnej. Z materiału pobranego od kobiet z badanych grup wykonano ponownie preparaty histologiczne. Przy wykorzystaniu metody immunohistochemicznej oznaczono ekspresję telomerazy w materiale z endometrium. Do badań immunohistochemicznych ekspresji odwrotnej transkryptazy użyto mysiego przeciwciała monoklonalnego przeciwko podjednostce białkowej telomerazy NCL – hTERT firmy Novocastra Laboratories Ltd. Do oceny morfometrycznej wykorzystano mikroskop optyczny Nixon, Microphot – FXA. Ilościową ocenę wykonano przy użyciu systemu pomiarowego MultiScanBase V.8.08, wyprodukowanego przez Computer Scanning Systems Ltd. Liczono 5 losowo wybranych pól widzenia z powiększeniem 400 razy. W danym polu widzenia obliczano procentowy udział komórek wykazujących ekspresję telomerazy w stosunku do wszystkich komórek (indeks komórkowy).
Wyniki
W przeprowadzonym badaniu wykazano ekspresję telomerazy we wszystkich ocenianych przez autorów preparatach. Stwierdzono istotne statystycznie różnice pomiędzy ekspresją telomerazy w fazie proliferacyjnej i sekrecyjnej. W fazie folikularnej wartość indeksu komórkowego wahała się 73–90% (średnia wartość 85%), w fazie lutealnej – 36–54% (średnio 45%). Uzyskane przez autorów wyniki zebrano w tab. I i na ryc. 1. Przykładowe obrazy ekspresji telomerazy w fazie proliferacyjnej oraz sekrecyjnej przedstawiono na ryc. 2. i 3.
Wnioski
W błonie śluzowej macicy miesiączkujących kobiet stwierdzono wysoką ekspresję telomerazy, której wartość zależała od fazy cyklu. W fazie proliferacyjnej była ona wyższa niż w fazie sekrecyjnej.
Dyskusja
W przeciwieństwie do komórek somatycznych, większość komórek nowotworowych [10, 12, 13] wykazuje wysoką aktywność telomerazy. Fakt ten sugeruje, że aktywacja telomerazy może być kluczowym momentem w unieśmiertelnieniu komórek i w procesie onkogenezy. W odróżnieniu od większości komórek somatycznych, w prawidłowym endometrium miesiączkujących kobiet stwierdza się aktywność telomerazy [14, 15], przy czym jej ekspresja zależy od fazy cyklu miesiączkowego, osiągając najwyższe wartości pod koniec fazy proliferacyjnej. Dotychczas przeprowadzone badania oceniające aktywność telomerazy w tkankach endometrium przeprowadzone były przy użyciu metody TRAP (telomeric repeat amplification protocol), wykorzystującej reakcję PCR (polymerase chain reaction, reakcja łańcuchowa polimerazy). Biorąc pod uwagę bardzo silną korelację pomiędzy aktywnością telomerazy a ekspresją podjednostki hTERT [16], autorzy w badaniach posłużyli się metodami immunohistochemicznymi z użyciem mysich monoklonalnych przeciwciał przeciwko podjednostce hTERT. Dzięki wykorzystaniu tej metody można było w sposób ilościowy pokazać różnice w ekspresji telomerazy pomiędzy endometrium proliferacyjnym i sekrecyjnym u miesiączkujących kobiet. Wykazano także istotne statystycznie różnice pomiędzy ekspresją tego enzymu w endometrium w poszczególnych fazach cyklu miesiączkowego. Najwyższą ekspresję stwierdzono w fazie proliferacyjnej. W fazie sekrecyjnej ekspresja hTERT była znacznie niższa. Uzyskane przez autorów wyniki są zgodne z danymi z piśmiennictwa [17–21]. Wiedza na temat ekspresji telomerazy w błonie śluzowej macicy w trakcie cyklu miesiączkowego może stanowić punkt wyjścia do dalszych badań dotyczących ekspresji telomerazy w stanach patologicznych błony śluzowej jamy macicy, takich jak rozrosty i raki endometrium.
Praca wykonana w ramach grantu KBN nr 507-11-266 oraz pracy własnej nr 502-11-202.

Piśmiennictwo
1. Rhyu MS. Telomeres, telomerase and immortality. J Natl Cancer Inst 1995; 87: 884-894. 2. Greider CW. Telomere length regulation. Annu Rev Biochem 1996; 65: 337-365. 3. Urquidi V, Tarin D, Goodison S. Role of telomerase in cell senescence and oncogenesis. Annu Rev Med 2000; 51: 65-79. 4. Allsopp R, Chang E, Kashefi-Aazam M, et al. Telomere shortening is associated with cell division in vitro and in vivo. Exp Cell Res 1995; 220: 194-200. 5. Harley CB. Telomere loss: mitotic clock or genetic time bomb? Mutat Res 1991; 256: 271- 282. 6. Harley CB, Vaziri H, Counter C, et al. The telomere hypothesis of cellular aging. Exp Gerontol 1992; 27: 375-382. 7. de Lange T. Activation of telomerase in a human tumor. Proc Natl Acad Sci USA 1994; 91: 2882-2885. 8. Broccoli D, Young J, de Lange T. Telomerase activity in normal and malignant hematopoietic cells. Proc Natl Acad Sci USA 1995; 92: 9082-6. 9. Yasumoto S, Kunimura C, Kikuchi K, et al. Telomerase activity in normal human epithelial cells. Oncogene 1996; 13: 433-9. 10. Kim NW, Piatyszek MA, Prowse KR, et al. Specific association of human telomerase activity with immortal cells and cancer. Science 1994; 266: 2011-5. 11. Feng J, Funk WO, Wang SS, et al. The RNA component of human telomerase. Science 1995; 269: 1236-41. 12. Hiyama E, Gollahon L, Kataoka T, et al. Telomerase activity in human breast tumors. J Natl Cancer Inst 1996; 88: 116-22. 13. Hiyama K, Hiyama E, Ishioka S, et al. Telomerase activity in small-cell and non-small-cell lung cancers. J Natl Cancer Inst 1995; 87: 895-902. 14. Yokoyama Y, Takahashi Y, Morishita S, et al. Telomerase activity in the human endometrium throughout the menstrual cycle. Mol Hum Reprod 1998; 4: 173-7. 15. Kyo S, Takakura M, Kohama T, et al. Telomerase activity in human endometrium. Cancer Res 1997; 57: 610-4. 16. Kyo S, Kanaya T, Takakura M, et al. Human telomerase reverse transcriptase as a critical determinant of telomerase activity in normal and malignant endometrial tissues. Int J Cancer 1999; 80: 60-3. 17. Shroyer KR, Stephens JK, Silverberg SG, et al. Telomerase expression in normal endometrium, endometrial hyperplasia, and endometrial adenocarcinoma. Int J Gynecol Pathol 1997; 16: 225-32. 18. Kyo S, Takakura M, Kohama T, et al. Telomerase activity in human endometrium. Cancer Res 1997; 57: 610-4. 19. Williams CD, Boggess JF, LaMarque LR, et al. A prospective, randomized study of endometrial telomerase during the menstrual cycle. J Clin Endocrinol Metab 2001; 86: 3912-7. 20. Menon MM, Simha MR. Telomerase and telomere length in normal and malignant human endometrium as prognostic markers. Indian J Pathol Microbiol 2003; 46: 394-8. 21. Vidal JD, Register TC, Gupta M, et al. Estrogen replacement therapy induces telomerase RNA expression in the macaque endometrium. Fertil Steril 2002; 77: 601-8.