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Embriologia, Gravidanza, PMA

Impianto endometriale dell’embrione in cicli PMA: fisiopatologia

Nella terapia della sterilità, molti fattori negativi (impervietà tubarica in primis, ostilità cervicale, quindi disovulazione e dispermia)  sono stati superati con le tecniche IVF-ET ed ICSI che permettono di by-passare i problemi tubarici e cervicale e ottenere embrioni di buona qualità nel 95% dei casi ma con tassi di gravidanza del 12-25% per ciclo di trattamento (1-3).  La bassa percentuale di gravidanza è dovuto al fallimento dell’impianto che attualmente è il principale problema su cui discutere. Nella gestione delle tecniche PMA, per aumentare l’outcome gravidico si è puntato sul miglioramento della qualità embrionale,  recettività endometriale e sincronizzazione fra transfer embrionale e maturità endometriale adeguata (endometrio “in fase”). Recentemente si è introdotto il concetto di trasferimenti “omogenei” (“homogeneous transfers”, HT), in cui il trasferimento omogeneo è definito come il trasferimento di embrioni con una morfologia simile  (1-4). 

Qualità embrionale:  molti progressi sono stati ottenuti nei centri PMA per ottimizzare il pregnancy rate migliorando la qualità embrionale e scegliendo gli embrioni di migliore qualità.

Anche se non esiste una regola fissa e uguale per tutte le pazienti, è opinione diffusa che il transfer al 5-6° giorno, allo stadio di blastula, sembra aumentare l’outcome gravidico per diversi motivi: gli embrioni con patologie genetiche non si sviluppano oltre il 5° giorno e quindi si assiste ad una spontanea selezione embrionale che può essere ulteriormente raffinata mediante PGD (Preimplantation Genetic Diagnosis). Inoltre al 5-6° giorno l’endometrio è altamente ricettivo, sicuramente più che al 3° giorno,  ed infine  la possibilità di migliorare l’attecchimento mediante hatching della zona pellucida che non può essere effettuata su embrioni a 4 cellule  (5-14).

 La percentuale di aborto ovulare è più elevato dopo il trasferimento di embrioni a 2-4 cellule rispetto agli embrioni allo stadio di ≥8 cellule  ed è significativamente aumentato quando l’embrione presenta >20% di blastomeri frammentati  mentre diminuisce significativamente in caso di embrioni con precoce primo cleavage  che risulta essere il più forte indicatore di qualità embrionale nelle tecniche IVF (15-20). La frammentazione blastomerica è da valutare, al microscopio invertito a ingrandimento 400X, 44 ± 2 h dopo l’inseminazione o la microinezione. La frammentazione blastomerica è stata valutata come segue: A = nessuna frammentazione; B = 1-20% in volume di frammenti anucleati; C = 21-50% in volume di frammenti anucleati; e D = >50% in volume di frammenti anucleati (21-28).

Ovviamente la scelta di effettuare il transfer al 5-6° giorno dipende anche dall’età della paziente,  dalla sua storia clinica, dal numero di embrioni ottenuti e dalla sincronia con la maturazione endometriale (29-30).

Recettività endometriale: la bassa percentuale  gravidanze in evoluzione (25%) rispetto al numero di embrioni ottenuti è da addebitare a numerosi fattori come la presenza di idro- e sacto-salpinge, infezioni pelviche, PID, obesità, diabete mellito, cardiopatie, fattori immunologici e fattori psico-somatici, ma è la recettività endometriale tout-court il principale fattore limitante il successo delle tecniche PMA, il cul de sac in cui vanno ad restringersi le probabilità di successo delle tecniche ART (10-14).  

L’endometrio esprime una finestra di recettività fra il 15° e il 19° giorno di un ciclo spontaneo e dal 4° al 9° giorno dopo il picco LH o somministrazione di HCG dei cicli stimolati.   Moderne tecniche hanno permesso di individuare esattamente la finestra di  recettività in cicli non stimolati  in modo da ottimizzare il transfer embrionale in caso di ovodonazione e nei casi di embryo-transfer differiti (15-17). La finestra di impianto è correlata a modificazioni morfologiche endometriali, modificazioni ormonali e biochimiche, modificazioni recettoriali, secrezioni di citochine e prostaglandine in un insieme armonico e strettamente collegato (18-29).

Modificazioni morfologiche (decidualizzazione): 

  • L’epitelio superficiale si ripiega e le cellule si distendono e mostrano un citoplasma più chiaro, alcune cellule sviluppano nuclei grossi ed ipercromici-poliploidi.
  • Le ghiandole endometriali subiscono un fenomeno di Iperplasia morfologica e funzionale.
  • Le cellule stromali si decidualizzano passando da una conformazione affusolata o a  stella ad una forma globosa, rotondeggiante, aumento di volume, accumulo citoplasmatico di glicogeno e granuli lipidici.
  • neo-angiogenesi e congestione dei sinusoidi vascolari  
  • in caso di gravidanza iniziale, anche extra-uterina,   a carico delle cellule epiteliali secretive delle ghiandole endometriali, si osservano particolari modificazioni (fenomeno di Arias-Stella) dovute all’azione dell’HCG.
 Modificazioni biochimiche locali:
  • comparsa di integrine, MMP (Matrix Metallo-Proteinasi): Collagenasi, Gelatinasi e Stromelisine, enzimi litici di origine endometriale e fibronectina di orgine embrionale, che favoriscono l’annidamento.
  • prostaglandine intracellulari PGF2α, PGE2, PGI2 e PGD2
  • La prolattina:  è prodotta soprattutto nella fase luteale tardiva;  a basse concentrazioni risulta essere luteotrofica, mentre a dosi elevate  è luteolitica (30-33).

Citochine e fattori di crescita:  la complessità degli eventi di impianto e placentazione è resa evidente dall’elevato numero e dalla varietà delle citochine e dei fattori di crescita espressi dalle cellule stromali e ghiandolari in fase luteale e soprattutto durante la “finestra di impianto” ed implicati in questi processi. Alcuni sono fondamentali, altri non sono indispensabili. I difetti di espressione e azione di queste citochine e fattori di crescita provocano diminuzione della recettività endometriale e il fallimento o diminuzione delle percentuali di impianto. Di notevole importanza risultano i membri della famiglia gp130 come l’interleuchina-11 (IL-11) e il fattore di inibizione della leucemia (LIF), la superfamiglia del fattore di crescita di trasformazione beta (TGFbeta), incluse le attivine, i fattori stimolanti colonia (CSF), le interleuchine IL-1 e IL-15. Nuovi dati stanno emergendo anche per il ruolo di una serie di chemiochine (citochine chemioattrattive) sia nel richiamo di specifici leucociti nei siti di impianto che nella differenziazione dello stroma endometriale  (34-47).

  • LIF (Leukemia Inhibitory Factor): è una leuchina della classe IL-6 che inibisce la differenziazione cellulare. E’ stato dimostrato che la LIF, regolata dalla proteina p53, agevola l’impianto nel modello del topo e probabilmente negli esseri umani (56). La LIF umana ricombinante potrebbe contribuire a migliorare il tasso di impianto nelle donne con infertilità inspiegata (57). LIF è normalmente espressa nel trofectoderma dell’embrione in via di sviluppo mentre il suo recettore LIFR è espresso in tutta la massa cellulare interna (58,59). 
  • IL-11 (Interleuchina-11): citochina appartiene alla famiglia dell’interleuchina 6 e del LIF. La sua secrezione dalle cellule stromali avviene soprattutto nella fase luteale tardiva ed è stimolata  dal progesterone con il concorso di diversi fattori di crescita. IL-11 promuove la sintesi delle proteine implicate nei processi flogistici  e promuove la proliferazione locale di linfociti. E’ perciò direttamente interessata nella immunologia della gravidanza (60-66). Il difetto di secrezione locale di IL-11 comporta una difettosa differenziazione delle cellule stromali e conseguente deficit di impianto (67-74)
  • IL-6 (Interleuchina-6)
  • HBEGF, Heparin Binding Epidermal Growth Factor
  • Colony Stimulating Factor-1
  • IGF-I, fattore di crescita insulino-simile
  • EGF (Epidermal  Growth  Factor): è un fattore di crescita che svolge un ruolo importante nel regolare la  crescita, la proliferazione e la differenziazione cellulari, legandosi al suo recettore EGFR. Scoperta del premio Nobel Stanley Cohen nel 1986. Poiché l’iperespressione di EGF è un momento fondamentale per l’innesco e lo sviluppo di alcune neoplasie, la sua inibizione può in qualche modo interrompere la carcinogenesi (48). A questo scopo, sono state sviluppate alcune terapie basate su farmaci biotecnologici e anticorpi monoclonali; alcuni di questi ultimi sono diretti verso il recettore del fattore di crescita dell’epidermide, portando alla sua inattivazione e conseguente inibizione della proliferazione cellulare (49-52). La funzione dell’EGF nel processo di decidualizzazione sembra indirizzata all’epressione del fattore tissutale (TF) che rappresenta il fattore primario di emostasi per prevenire l’emorragia peri-impianto nella zona delle cellule stromali endometriali perivascolari (HESCs)  durante l’invasione trofoblastica endovascolare.  Per l’espressione dell’EGF contribuiscono sia l’azione del progesterone che dell’estradiolo, anche se quest’ultima non è indispensabile (52-55).
  • Estradiolo e progesterone: la maturazione endometriale è l’ultima tappa di un lungo processo che può essere riassunto in una fase di rigenerazione endometriale indotta dall’estradiolo e in unafase di maturazione endometriale o decidualizzazione indotta dal progesterone. Il progesterone viene fisologicamente prodotto prevalentemente  dal corpo luteo fino a circa  8 settimane di amenorrea gravidica quando la sua produzione è di fatto sostituita da quella del trofoblasto placentare.

Fecondazione e annidamento: Nel ciclo spontaneo, la fecondazione dell’ovocita avviene nel terzo distale tubarico. L’embrione e schematicamente può è trasportato dal movimento delle cilia epiteliali tubariche verso la cavità uterina. Durante la migrazione lo zigote moltiplica il numero dei suoi blastomeri e si trasforma in morula al 3° giorno circa. Al 7° giorno dopo la fecondazione, l’embrione giunge in cavità uterina allo stadio di blastocisti.  Se l’ovulo fecondato giungesse in utero prima della sua trasformazione in blastocisti avrebbe maggiori difficoltà ad impiantarsi anche perchè rischierebbe di trovare un endometrio non recettivo.

La blastocisti rimane sospesa nel liquido della cavità uterina per 2-3 giorni mentre  si libera della zona pellucida che avvolge l’embrione e ne impedisce l’annidamento tubarico (GEU). In questo periodo inoltre si sviluppa  la porzione del foglietto trofoblastico prossimo alla decidua che si duplica in uno strato esterno detto sinciziotrofoblasto e in uno strato interno denominato citotrofoblasto.  Questa è la fase in cui ha inizio l’annidamento vero e proprio.

L’annidamento endometriale dell’embrione è reso possibile dall’azione litica di enzimi, come la L-selectina, e la Matrix Metallo-proteinasi (MMP) detta anche matricina. Le principali classi di MMP sono le Collagenasi, le gelatinasi e le Stromelisine. Questi enzimi esercitano un’azione litica sulle cellule superficiali endometriali e, soprattutto,  su integrine e matrice extra-cellulare (ECM). Le integrine sono glicoproteine transmembrana che uniscono le che collegano le proteine della matrice extracellulare ai microfilamenti intracitoplasmatici costituendo un ponte che rende stabile il rapporto delle cellule con il tessuto extracellulare (ECM) e permette la trasmissione dei segnali intercellulari. Nell’endometrio sono presenti 22 tipi di integrine, mentre nell’embrione è presente l’integrina chiamata fibronectina.  Inoltre la porzione extra-cellulare delle integrine è provvista di 6 siti di legame (ligandi) che si agganciano ai ligandi embrionali in un’azione sinergica ed in tal modo le integrine sono in grado di mediare, “guidare” l’adesione della blastocisti all’endometrio.  Inoltre le MMP stimolano l’angiogenesi: favorendo la migrazione delle cellule endoteliali e la formazione della struttura dei capillari grazie al rilascio di fattori di crescita angiogenici dalla matrice extracellulare. Inoltre sono provviste di azione opposta inibente la neoangiogenesi mediante fattori inibitori in un complesso gioco di equilibrio fondamentale nello sviluppo placentare come nello sviluppo dei processi neoplastici che includono molteplici pathways (22-33).

Il sinciziotrofoblasto prolifera e penetra nella parete uterina (per circa 1/3 della parete uterina), abitualmente a livello del fondo dell’utero (zona in cui il miometrio è meno tonico), più raramente sulla parete posteriore o anteriore, Al 14º giorno dopo la fecondazione dell’ovocita, la blastocisti è totalmente incorporata nello stroma dell’endometrio. In questa fase l’endometrio, sotto lo stimolo del progesterone, è in trasformazione deciduale: diventa iperplastico e le ghiandole aumentano di numero e di volume e secernono un liquido ricco di glicogeno e lipidi che forniranno nutrimento all’eventuale impianto della blastocisti (34-39).

A processo compiuto (25° giorno del ciclo, poco dopo l’eventuale annidamento dell’embrione) l’endometrio si presenterà con uno strato superficiale (la decidua), situata immediatamente al di sotto dell’epitelio di rivestimento dell’endometrio, ed uno strato profondo (stroma) di consistenza spongiosa dovuta alle numerose ghiandole ripiene di liquido secretivo (40-42).

Endocrinologia della maturazione endometriale: la rigenerazione endometriale è indotta dall’estradiolo  secreto dalle cellule della granulosa su induzione del FSH mentre la maturazione endometriale, la trasformazione deciduale,  è governata dal progesterone secreto dal corpo luteo sotto stimolo dell’LH (43-44). 

A differenza di questa visione convenzionale, recenti studi hanno suggerito che, oltre ai suoi effetti indiretti mediati dalla secrezione steroidea ovarica, l’LH può agire anche  con azione diretta sull’endometrio sia nella fase follicolare che nella fase luteale (45-49).

 

 La risposta delle cellule-bersaglio alle gonadotropine é facilitata dalle prostaglandine intracellulari PGF2α, PGE2, PGI2 e PGD2, dal fattore insulino-simile IGF-I, EGF e dal calcio. La prolattina a basse concentrazioni risulta essere luteotrofica, mentre a dosi elevate  è luteolitica (50).

Azione dell’FSH: l’FSH agisce sui recettori specifici situati sulle cellule della granulosa inducendo fondamentalmente la proliferazione cellulare,  la moltiplicazione degli stessi recettori per FSH, la stimolazione dell’aromatasi che  trasforma il testosterone in estradiolo e l’espressione dei recettori per LH.
Azione dell’LH:  l’LH agisce sui recettori specifici posti sulla superficie delle cellule tecali interne favorendone la secrezione di testosterone e androstenedione. Inoltre l’LH controlla l’ovulazione di cui è “trigger”, permette la formazione del corpo luteo e la secrezione di progesterone ed estradiolo da parte delle cellule della granulosa luteinizzate. I recettori per l’LH sono presenti anche sulle cellule della granulosa in fase tarda follicolare; dal numero dei recettori per LH sulle cellule della granulosa dipende l’attività del corpo luteo.
Se l’LH, in fase follicolare precoce, raggiunge livelli sierici elevati, per somministrazione esogena o per surge endogeno, si producono danni sulla maturazione follicolare: “LH Ceiling“. Probabilmente ciò è dovuto ad un’iperproduzione androgenica e androgenizzazione ovarica conseguente agli aumentati livelli sierici di LH. E’ la stessa situazione che spesso si ritrova nelle pazienti PCOS. Si assiste a riduzione dell’attività dell’aromatasi, con ulteriore aumento di androgeni non più convertiti in estrogeni, deficit della biosintesi estrogenica, arresto della maturazione follicolare ed un’alterazione dei meccanismi di selezione del follicolo dominante.
L’LH endogeno è in grado, in presenza di FSH, di elicitare una biosintesi androgenica massimale, anche se legato soltanto ad una quantità inferiore all’ 1% dei propri recettori espressi dalle cellule della teca (spare receptor hypothesis). Le concentrazioni endogene di LH in corso di ciclo spontaneo e finanche i livelli circolanti di ormoni residui alla soppressione dell’asse ipotalamo-ipofisi-ovaio con analoghi del Gn-RH sembrerebbero essere sufficienti, nella maggior parte dei casi, ad occupare tale quota recettoriale e, quindi, a sostenere l’attività dell’FSH esogeno. Ciononostante, in una quota di pazienti oscillanti tra il 10 e il 30% , la COH (Iperstimolazione ovarica controllata) non esita in una risposta ovarica soddisfacente. È possibile ipotizzare che in queste pazienti  ci sia un grado eccessivo di soppressione dell’asse ipotalamo-ipofisario a causa dell’uso di analoghi o antagonisti del Gn-RH e, quindi, ad una insufficiente attività LH residua (2). Tali pazienti potrebbero beneficiare dell’uso di preparazioni farmacologiche (Luveris fl 75 UI) contenenti LH (51-53), la cui somministrazione, LH-added,  dovrebbe essere calibrata al fine di non produrre concentrazioni circolanti eccessivamente alte e potenzialmente dannose (5). E’ stato recentemente suggerito che la necessità di somministrare LH esogeno coincida con il riscontro di concentrazioni sieriche circolanti di  LH <1.2 UI/l. Ma anche questo dato è soggetto a numerose revisioni critiche sulla reale efficacia ed opportunità dell’LH-added anche nelle pazienti con bassi livelli di LH circolante (52-55).
INDAGINI STRUMENTALI DELLA RECETTIVITA’ ENDOMETRIA
  1. Valutazione ecografica thikness endometriale e IUS:  Uno spessore endometriale <5 mm si osserva di solito nella prima parte della fase follicolare fino a raggiungere i 10-14 mm circa a metà di questa per mantenersi su valori di 12-13 mm fino al 28° giorno di un ciclo spontaneo. La forma dello spessore endometriale (IUS, Intra Uterine Signal) varia anch’esso durante il ciclo variando da un’immagine lineare in fase follicolare precoce a una trilineare in epoca pre-ovulatoria a un’immagine ovoidale e compatta come un occhio di bue (eye’s bull) in fase luteale. Un thikness <6 mm non è compatibile con l’instaurarsi di una gravidanza.
  2. Profilo LH: si è ritrovato  che la presenza di numerosi  picchi di LH sono associati in modo statisticamente significativo con la presenza di piccoli follicoli in crescita e non aspirati. Tali picchi si presentano di ampiezza minore  rispetto al normale surge di LH dei cicli spontanei e sono associati a rialzi dell’estradiolo pre-ovulatorio anch’essi inferiori e corpi lutei di dimensioni ridotte. In questi casi l’esame istologico dell’endometrio rivela una netta asincronia di maturazione fra mucosa e stroma dell’endometrio con ridotto outcome gravidico. Quindi i protocolli di stimolazione ovarica nei cicli di fecondazione in vitro dovrebbero essere programmati in modo da ottenere un singolo, unico, elevato picco di LH  e l’eliminazione di ulteriori picchi di LH.
  3. Datazione istologica secondo i criteri di Noyes: risale a molti anni fa (1975) ed è ancora oggi la più utilizzata. Le mutazioni morfologiche presenti nella prima settimana dopo l’ovulazione si manifestano inizialmente nella componente ghiandolare (mitosi, vacuolizzazione basale e secrezione) successivamente nelle variazioni stromali (edema, reazione predeciduale e infiltrazione leucocitaria).  Si definisce “in fase” quando i dati istologici corrispondono alla fase del ciclo con una variazione non superiore a 2 giorni.
  4. ERA test: la valutazione di Noyes, sebbene utile per differenziare l’endometrio proliferativo da quello secretivo, non permette di individuare con certezza quei cambiamenti dell’endometrio che coincidono con l’acquisizione della recettività alla blastocisti. Con lo sviluppo della tecnologia “microarray” è stato possibile valutare l’espressione genica dell’endometrio umano nelle varie fasi, compresa quella di recettività. Il test di recettività endometriale, ERA Test, è un metodo sviluppato da IVIOMICS dopo decenni di ricerca e permette di trasferire gli embrioni nel periodo di massima recettività endometriale. Questa tecnica consente di valutare lo stato di recettività dell’endometrio mediante una biopsia endometriale effettuata dopo 7 giorni dal picco di LH in cicli precedenti all’embryo transfer  sia su ciclo spontaneo che dopo preparazione artificiale dell’endometrio con estrogeni e progestinici. La finestra d’impianto non cambia tra un ciclo e l’altro per un periodo relativamente lungo della vita riproduttiva.  Sul materiale prelevato si analizza l’espressione di 238 geni coinvolti nella recettività dell’endometrio. Se l’endometrio è recettivo significa che la finestra d’impianto corrisponde al periodo in cui è stata effettuata la biopsia. Se non è recettivo è possibile che la finestra d’impianto sia spostata in avanti, quindi il prelievo va ripetuto in un ciclo successivo circa due giorni più tardi rispetto alla precedente biopsia. Non è attendibile per la valutazione della finestra d’impianto in cicli stimolati, per l’interferenza dovuta all’assunzione di ormoni.

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PRESIDI TERAPEUTICI: 

  • Blastocisti: permette di poter sincronizzare in modo ottimale la maturazione endometriale e lo sviluppo embrionale
  • Embryo-transfer ecoguidato
  • Assisted zona hatching
  • Biopsia pre-embrionale (Preimplantation Genetic Diagnosis, PGD): consente di utilizzare solo embrioni senza alterazioni genetiche e perciò dotati di maggiore vitalità.
  • Immunoglobuline aspecifiche endovena: per contrastare le infezioni endometriali sub-cliniche.
  • “Local injury: la revisione cavitaria strumentale e la biopsia endometriale effettuata nel ciclo precedente alla stimolazione ovarica per IVF sembra migliorare le percentuali di impianto nelle donne con fallimento  dell’impianto ripetuto ed inspiegato.

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Gravidanza

Immunologia della gravidanza

La gravidanza rappresenta un fenomeno fisiologico unico in natura, consistente nella simbiosi tra individui parzialmente diversi o semi-allogenici; il feto infatti porta un corredo genetico per metà di derivazione paterna (1,2). Questo tipo di coesistenza richiede una raffinata e complessa regolazione del sistema immunitario, sia materno che fetale, il cui scopo è ad un tempo quello di garantire una efficiente protezione contro eventuali infezioni e nello stesso tempo di consentire l’attecchimento dell’embrione nella mucosa uterina, l’invasione trofoblastica delle arteriole spirali e la normale crescita fetale (3-6).   A differenza di quanto avviene nei trapianti di organo, nella gravidanza fisiologica scattano meccanismi di tolleranza immunitaria che consentono di non rigettare l’ìimpianto fetale (1,2). Si tratta quindi di un processo bifasico: in un primo momento predomina una reazione locale di tipo infiammatorio indispensabile per l’adesione della blastula all’endometrio; in una seconda fase si realizza una complessa modulazione immunitaria in senso anti-infiammatorio che evita il rigetto dell’impianto fetale (7).
In questo complicato puzzle dobbiamo analizzare alcuni concetti chiave sulle proprietà immunologiche feto-placentari, le cellule immunocompetenti e i meccanismi con cui questi  elementi si confrontano.
A) Concetti chiave sulle proprietà immunologiche feto-placentari:
  1. il feto ha proprietà immunogene, previene la ricognizione e quindi il rigetto da parte del sistema immunintario materno
  2. risposta immunitaria materna non è depressa ma specificamente modulata per evitare il rigetto dell’impianto fetale e si attua con meccanismi locali e sistemici  (7,8);
  3. l’utero non rappresenta un sito “immunoprivilegiato”, essendo nota la possibilità di attecchimento della gravidanza anche in sedi extra-uterine (7,8).
  4. la barriera placentare non cosituisce un muro di separazione inerte e passivo, quanto piuttosto un alveare, un “campo di battaglia” di fenomeni reattivi e fenomeni di tolleranza immunitaria capaci di distinguere l’organismo fetale da organismi ostili (9,10). La placenta (dal greco πλακοῦς = schiacciata, focaccia) è una complessa struttura morfo-funzionale deputata alla regolazione degli scambi gassosi e nutritivi materno-fetali. Inoltre a livello placentare avvengono importanti modificazioni della risposta immunitaria in seguito all’annidamento dell’embrione. La formazione della placenta inizia  poco dopo l’attecchimento embrionale, al 10° giorno circa dalla fecondazione ma gli scambi nutrizionali materno-fetali iniziano dal 19° circa quando iniziano a formarsi i vasi sanguigni fetali nella placenta. Il corion è la componente fetale della placenta ed è costituito da  3 tipi cellulari: il sinciziotrofoblasto (detto anche corion villoso o chorion frondosum) è a diretto contatto e dentro la decidua (la componente materna della placenta),  il citotrofoblasto è posto medialmente fra il sinciziotrofoblasto e  il disco embrionale mentre il trofoblasto (detto anche corion liscio o corion calvo o chorion laeve) circonda il blastocele e con il progredire della gravidanza aderisce alla decidua.

B) Cellule immunocompetenti a livello deciduale:
1) NK (60-70 %)
– attività citolitica inibita dal legame delle molecole HLA-G, E e C ai recettori inibitori KIR e lectin-like
– svolgono una importante azione protettiva contro infezoni fetali
– Svolgono un ruolo citochino-mediato nella placentazione(G-CSF, GM-CSF, N-CSF, LIF, TGF-β, TNF-α, IFN-γ)
– scompaiono al termine della gravidanza
– Azione immunomodulante
2) T linfociti (1-3 %)
–non attaccano il citotrofoblasto extra-villoso
–predominano T linfociti γ/δ di tipoTh2,
3) Monociti e Macrofagi (20-30%)
–Svolgono azione difensiva anti-infettiva ed immunoregolatoria
–Sono importanti per la placentazione (TGFβ, TNFα,  PGE)
–Fagocitano cellule apoptotiche (ruolo scavenger)
–Perdurano per tutta la gravidanza
4) Cellule dendritiche immature (20%)
–svolgono un’importante attività di immunomodulazione mediando tra: difesa contro i patogeni e tolleranza verso il feto
C) Meccanismi di modulazione del sistema immunitario in gravidanza
1) Meccanismi locali (cellulari e umorali) a livello placentare
– espressione di HLA non classici (G ed E) nel trofoblasto
– rimodulazione delle popolazioni di cellule immunocompetenti a livello deciduale (M, NK, T)
– modulazione del clima citochinico locale (citochine, chemochine, switch Th1–Th2 )
– induzione di fenomeni apoptotici nelle cellule immunocompetenti materne
– altri meccanismi (annexina, LIF, IDO (indoleamina-de-ossigenasi), complemento)
2) Meccanismi sistemici (cellulari e umorali)
– modificazioni delle popolazioni cellulari immunocompetenti del sangue periferico materno
– Immissione di cellule ed Ag fetali nel circolo materno (microchimerismo) (15-36).
– Ormoni
PATOLOGIE AUTOIMMUNI IN GRAVIDANZA: i meccanismi di tolleranza immunologica alcune volte sono impotenti a contrastare l’aggressione immunitaria nei confronti del feto in corso di particolari patologie:

 1) autoimmunizzazione materno-fetale: è la reazione del sistema immunitario della madre contro i globuli rossi del feto che ha un gruppo sanguigno diverso. Scatta per esempio quando la madre appartiene al gruppo Rh negativo e il feto presenta un gruppo Rh positivo ereditato dal padre. In genere la prima gravidanza si svolge senza problemi perchè grazie alla barriera rappresentata dalla placenta, il contatto tra i due gruppi sanguigni incompatibili avviene di fatto solo al momento del parto. In ulteriori gravidanze, però, gli anticorpi specifici contro il fattore Rh positivo della madre possono oltrepassare la placenta e causare emolisi ed anemia fetale,  idrope e anasarca fetale. A scopo preventivo, si ricorre alla somministrazione di immunoglobuline specifiche alla madre subito dopo il parto o un aborto, IVG, minaccia di aborto (2).

2) Malattie autoimmuni: La madre, comunque, può trasmettere al feto una malattia autoimmune come  il m. di Basedow, lupus (10-13), soprattutto se la madre presenta un particolare anticorpo chiamato anti-Ro, piuttosto frequente anche in un’altra malattia autoimmune, la malattia di Sjögren. Il lupus è considerato attualmente una delle più frequenti cause di aborto ripetuto spontaneo insieme anomalie cromosomiche fetali, trombofilia e malformazioni uterine (10-13).

3) Gestosi ipertensiva: Si ritiene possa avere un’origine immunologica anche un’altra complicanza della gravidanza, la preeclampsia o tossiemia gravidica, che comporta ipertensione parossistica, edemi e proteinuria, e può assumere evoluzioni drammatiche, fino alla morte fetale  e/o della madre. L’ipotesi immunologica chiama in causa una mancata vasodilatazione e mancata invasione trofoblastica delle arteriole spirali e radiali per deficit della PGI2. Recenti studi hanno confermato l’esistenza di una predisposizione genetica alla preeclampsia associata all’antigene HLA DR4. La spiegazione può essere che vi sia un “linkage” fra HLA DR4  e gene della pre-eclampsia e Deficit delle cellule T con conseguente compromissione della risposta immunitaria materna (14).

Di norma, nella donna, la gravidanza coincide comunque con e/l miglioramento delle malattie autoimmuni, che però tornano ad aggravarsi dopo il parto.
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Gravidanza

Gestosi ipertensiva fisiopatologia

Fisiopatologia della gestosi ipertensiva:

  L’ipertensione in gravidanza é conseguenza dell’incompleto adattamento materno alla gravidanza. La molteplicità delle noxae patogene chiamate in causa rivela la complessità della patologia gestosica. Il primum movens della patologia sembra essere la mancata vasodilatazione delle arteriole spirali, basali e radiali  per cause intrinseche alle stesse arteriole cui consegue una riduzione dell’invasione trofoblastica nelle arterie radiali (1-3).

In condizioni fisiologiche il trofoblasto induce vasodilatazione arteriolare (circolazione a bassa resistenza); la mancata invasione trofobblastica delle arteriole uterine rappresenta la causa primaria dell’insorgenza della gestosi EPH perchè non produce vasodilatazione e si conserva una circolazione ad alta resistenza. La controprova del ruolo etiopatogenetico del trofoblasto nell’insorgenza della gestosi è data dalla pronta remissione della malattia, nella quasi totalità dei casi, subito dopo il parto (4-7).

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Ginecologia

Fibromatosi uterina

mioma intramurale

 I miomi sono neoformazioni mesenchimali benigne del viscere uterino. Sono monoclonali originando da una sola cellula muscolare liscia. Possiedono recettori per gli estrogeni soprattutto ma anche recettori per il progesterone e quindi prosperano durante l’età fertile della donna, esaltandosi in periodo perimenopausale, tipicamente iperestrinico, e regrediscono in menopausa (1).  Più propriamente potrebbero essere definiti  fibromiomi se prevale la componente fibrosa e leiomioma, se prevale la componente muscolare. Leiomioma è il termine che più rispetta l’istogenesi del mioma essendo esso derivato da una cellula muscolare liscia.  In genere i miomi sono multipli, con minor frequenza solitari. Rari prima dei 20 anni, per la lenta crescita si rendono in genere evidenti verso la quarta decade di vita delle donne con incidenza del 25% nelle donne di razza caucasica e asiatica e del 50% nelle donne di razza afro-americana (2,3).  Sono localizzati a carico del corpo uterino (65%), nel 20% dei casi sono sottosierosi, nell’8% sono localizzati sotto la mucosa, per il  5% a carico della cervice e nel 2% possono svilupparsi nelle pagine del ligamento largo (infraligamentari).

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Endometriosi

Endometriosi etiologia

Etiopatogenesi: E’ uno degli aspetti più dibattuti della malattia; in realtà non conosciamo esattamente l’etiologia dell’endometriosi (1): attualmente sembrano prevalere fattori endometriali (mestruazione retrograda), associati a deficit del sistema immunitario cellulo-mediato. Sicuramente il fattore familiare è importante nell’etiopagenesi dell’endometriosi (1-3).
 
TRASPORTO o MESTRUAZIONE RETROGRADA: delle numerose ipotesi etiologiche, la teoria dell’impianto (o trasporto), proposta da Sampson nel 1927 dopo aver osservato tracce di sangue a livello delle fimbrie ovariche durante interventi effettuati in donne con flusso mestruale in atto, è l’unica sopravvissuta indenne a quasi un secolo di dibattiti ed è attualmente la più accreditata.  Il sangue mestruale refluisce per via retrograda dall’utero nelle tube e quindi nella cavità peritoneale. In alternativa in alcune donne il trasporto dei detriti mestruali può avvenire per via ematica o  linfatica. La teoria del trasporto è supportata da una serie di evidenze indirette:
1.Nel sangue endometriale sono presenti cellule endometriali vitali capaci di proliferare in coltura.
2.L’endometrio è capace di proliferare se impiantato in sede ectopica sia nel modello umano che animale.
3.La distribuzione topografica delle lesioni endometriosiche distribuite prevalentemente sulla superficie ovarica e  nella porzione declive della pelvi.
4.La maggiore frequenza di lesioni endometriosiche nelle donne con iperpolimenorrea.
Il reflusso tubarico retrogrado del sangue mestruale avviene nel 90% delle donne con normale pervietà tubarica ma l’endometriosi si verifica solo nel 10% delle donne.  I frustoli endometriali giunti in addome vengono abitualmente eliminati dai macrofagi e linfociti presenti nel liquido peritoneale. Perché invece solo nel 10% delle donne si verifica l’impianto e lo sviluppo delle isole endometriosiche?  Per un deficit dell’immunità cellulo-mediata (2). I  fattori immunologici possono essere sia primari, congeniti  che secondari a fenomeni traumatici-infettivi  che producono un eccesso di fattori favorenti e daltra parte conducono ad un eccessivo consumo dei fattori immunitari inibenti lo sviluppo dell’endometriosi (v. tab. 2).
L’attivazionedei macrofagi sembra il punto centrale dell’insorgenza dell’endometriosi. L’85% dei leucociti contenuti nel fluido peritoneale è costituito da macrofagi[1]. I macrofagi attivati sono i principali produttori di citochine, fattori di crescita, fattori angiogenici (3-6) ed enzimi litici. I linfociti, le cellule endometriale ectopiche, ma anche quelle eutopiche,  le cellule mesoteliali e peritoneali soprattutto quelle infiammate o danneggiate partecipano, seppure in proporzione ridotta alla espressione di citokine e fattori angiogenici e litici (28-29). Le citochine  più importanti sembrano essere IL-8,   TNF-a, IL-1 (17), IL-4 (21), IL-5 (7), IL-6 (8-11), IL-10 (10), IL-12 (12), IL-13 (13), interferon-g  (11) e VEGF; fattori enzimatici come le MMPs. L’interleuchina-8 (IL-8) è un fattore angiogenico, mitogeno (induce anche la proliferazione di cellule endometriale normali) ed esplica un’azione chemioattraente per i macrofagi e altri leucociti dal circolo al liquido peritoneale (14-17). E’ prodotta inoltre dagli stessi macrofagi, dai neutrofili, dai monociti e dalle cellule endoteliali (18,19). E’ la citochina più importante nell’insorgenza e mantenimento della endometriosi insieme a VEGF (18). La produzione di IL-8 è inibita dalla aminopeptidasi (APN o CD13). A sua volta la produzione dell’APN, nelle cellule stromali dell’endometrio normale ed ectopico, è inibita dall’E2 (20). L’interleuchina-6 sembra avere un’azione inibente sulla proliferazione delle cellule endometriosiche. La IL-6 è inibita dall’estradiolo. In conclusione l’aumento della IL-6 nel fluido peritoneale delle donne endometriosiche rappresenta un dato contraddittorio. La IL-1 ha anch’essa un’azione inibente sulla crescita cellulare. L’interleuchina 12, IL-12, potenzia l’attività citolitica delle NK e l’azione delle Th1. Quindi le IL-12 inibiscono l’impianto e sviluppo delle cellule endometriosiche.
[1] I macrofagi originano nel midollo osseo (bone marrow) ed in circolo si chiamano monociti. La loro funzione principale è fagocitare i detriti cellulari o cellule antigeniche.
I linfociti B, si differenziano in plasmacellule[1] negli organi linfoidi e nei siti bersaglio sono responsabili dell’immunità umorale cioè della produzione di anticorpi (antiendometrio, antiovaio, antisperma, antizona, antiembrione delle classi IgA, IgG, IgM).
I tiopat T si dividono in T helper (Th), T citotossici  (CTL) e Natural Killer (NK). I linfociti T helper[2] (o CD4 dal nome della proteina espressa in superficie) sono interessati all’attivazione dei linfociti B e quindi all’immunità umorale e allo stesso tempo partecipano all’immunità cellulo-mediata attivando o deprimendo i macrofagi mediante la secrezione di citochine. I Linfociti Th  sono classificati in due sottotipi: Th1 e Th2. I linfociti Th1 producono principalmente IL-2, IL-12 e interferone-g che sono potenti induttori dell’immunità cellulo-mediata. Le Th2 invece producono soprattutto IL-4, IL-5, IL-10 e IL-13 che deprimono l’immunità cellulo-mediata e quindi favoriscono lo sviluppo ed impianto delle cellule endometriosiche. Lo shift in favore dei Th2 a livello del fluido peritoneale e del sangue è stato trovato nelle donne endometriosiche  e ciò spiega la depressione delle difese immunitarie delle pazienti endometriosiche (21). Per quanto riguarda i linfociti T citotossici (CTL) si osserva una loro netta depressione nelle pazienti endometriosiche. C’è inoltre un fenomeno di ridotta capacità citolilitica dei linfociti Natural Killer. Le cellule Natural Killer o CD16 sono grandi linfociti T granulati (i granuli contengono gli enzimi capaci di lisare le cellule attaccate) che uccidono cellule marcate da molecole non ben definite e opsonizzano cellule ricoperte da anticorpi. La terapia con analoghi fa aumentare il numero delle NK cells in circolo e nel fluido peritoneale e tale effetto è mediato dalla riduzione del tasso sierico di E2 (45). Nelle pazienti endometriosiche c’è una depressione dell’attività delle cellule NK (36,37) e parallelamente si ha un incremento dell’attività dei macrofagi.

[1] Linfociti B da Borsa dove si pensava che fossero prodotti, nella borsa degli uccelli
[2] T da Timo dove maturano dopo essere stati prodotti dal midolloCooperano con altre cellule T per la immunità cellulo-mediata e con le cellule B nella immunità umorale (produzione di anticorpi).
 
  • Lesioni traumatiche e/o fattori flogistici e/o infettivi che richiamano nella cavità peritoneale grandi quantità di linfociti e macrofagi (21) ed inoltre esse stesse hanno la capacità di produrre citokine (22,23).
  • Fattori di crescita e angiogenici:

a- Il VEGF oltre alla crescita degli impianti endometriosici è interessato al processo riparativo dell’endometrio normale post-mestruale (24,25). Glicoproteina secreta sicuramente anche dalle cellule della granulosa specialmente nelle pazienti OHSS. Ha un’azione mitogena  sulle cellule endoteliali vascolari e fa aumentare la permeabilità vascolare; perciò ha un ruolo importante nella tiopatogenesi dell’endometriosi, del ca. ovarico e delle cisti ovariche perché ogni neoformazione >2 mm3 richiede una neovascolarizzazione (26). Inoltre è prodotta dalle CG e dalle cellule stromali ed intimamente interessata ai processi dell’ovulazione; infatti presenta un picco secretivo pre-ovulatorio. La increzione della VEGF e del suo mRNA è potenziata da HCG e da LH.

b-Il TNF-a è un potente inibitore della crescita delle cellule endoteliali in vitro mentre è un  fattore angiogenico in vivo (14,27,8). La sua concentrazione nel liquido peritoneale presenta una correlazione molto più stretta con la gravità delle lesioni endometriosiche rispetto alla concentrazione di IL-8 (14).  Il TNF-a  è prodotto da macrofagi, linfociti attivati, NK-cells e molte cellule non ematiche mentre il TNF-b è prodotto dai linfociti. Le TNFs si trovano all’inizio del processo a cascata che interessa  tutto il meccanismo di insorgenza dell’endometriosi (14,17). Test h-TNF-a.

 

  • Fattori proteolitici:

a-Le Matrix Metalloproteinasi (MMPs) appartengono alla famiglia delle collagenasi. Distruggono le matrici intercellulari creando così i varchi per l’annidamento delle cellule endometriosiche (13).

b-Il Tissue inibitore delle metalloproteinasi (TIMPs) inibisce l’azione delle MMP. Nelle paz endometriosiche si trova un alto livello sierico e peritoneale di MMP-9. Le MMPs sono cruciali anche per l’annidamento del trofoblasto e per lo sviluppo dei tumori (28).

c-Le xantino-ossidasi interessate al metabolismo dell’acido urico.

d-Le ICAM (Intercellular Adesion Mediated) sono molecole interessate ai processi di adesione. Vengono prodotte dalla superficie delle cellule stromali endometriali e dai macrofagi.

e-RANTES (Regulated on activation normal T cell Expressed and Secreted).

f-MCP-1 (MonocyteChemiotactic protein-1).

g-MCSF (Macrophage Colony Stimulating Factor).

 

  • Fattori ereditari: predisposizione congenita allo sviluppo dell’endometriosi
  • Fattori ormonali: le lesioni endometriosiche sono steroido-dipendenti; gli estrogeni hanno un’azione attivante mentre i progestinici risultano inibenti l’annidamento e lo sviluppo delle lesioni endometriosiche (29). L’endometrio ectopico inoltre possiede i trascrittori di P-450 aromatasi, enzima che catalizza la conversione dei 19-steroidi in estrogeni. L’endometrio eutopico non possiede tali trascrittori (30).  Questo potrebbe spiegare la capacità delle cellule endometriali ectopiche di automantenersi. Inoltre l’E2 in definitiva attiva la produzione di IL-8 deprimendo l’APN.

 

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