Umweltschadstoffe und Fertilität - Untersuchungen zum Einfluss endokrin wirksamer Chemikalien auf humane uterine Gewebe

Abstract

Die ungestörte hormonelle Steuerung humaner Uterusschleimhaut (Endometrium) ist eine wesentliche Grundvoraussetzung der weiblichen Fertilität. Viele Untersuchungen haben bereits auf die große Komplexität Estrogen-vermittelter Signalwege, welche über zwei spezifische Estrogenrezeptoren (ERα und -β) ablaufen, hingewiesen. Eine Belastung humanen Endometriums mit u.a. den Xenoestrogenen PCB153, ß-HCH und p,p`-DDE in physiologisch relevanten Konzentrationen ist nachgewiesen. Diese Xenoestrogene repräsentieren eine Gruppe von Substanzen anthropogener Herkunft, welche strukturell endogenem E2 sehr ähnlich sind. Sie stehen im Verdacht die Funktion endogener Hormone empfindlich zu stören. In dieser Arbeit wurde daher das Ausmaß der Interferenz von Xenoestrogenen mit den verschiedenen Estrogenrezeptor (ER)-Signalwegen untersucht. In vitro-Wachstumsanalysen mit unterschiedlich Hormon-sensitiven Zelllinien wurden durchgeführt. Parallel dazu erfolgten Wachstumsanalysen mit zwei spezifischen Inhibitoren, welche ER-vermittelte Signalwege betreffen. In Anwesenheit des reinen ER-Inhibitors ICI 182780 und der Xenoestrogene PCB153, ß-HCH, p,p`-DDE, dem Phytoestrogen Coumestrol sowie der Kontrolle E2 kam es zur vollständigen Unterdrückung der gezeigten Wachstumssteigerung bei der mittels humaner Telomerase-immortalisierten Endometriumprimärzellen generierten Zelllinie hTERT-EEC. Bei untersuchten Hormon-unabhängigen Primärzellen aus Endometrioseexplantaten und Zellen der Endometriumkarzinom-Zelllinie RL95-2 wurden nach gleicher Inkubation keine proliferativen Effekte gemessen. Die Inkubation mit dem Mek1/2-Inhibitor U0126, welcher den nicht-genomischen Wirkmechanismus des ER-vermittelten Signalwegs durch Inhibition der Phosphorylierung der Mitogen-aktivierten Proteinkinase ERK1/2 verhindert, zeigte eine Dämpfung der Wachstumssteigerung dieser Zellen. Auch bei der Brustkrebszelllinie MCF7 wurden Xenoestrogen-induzierte, wachstumsdämpfende Wirkungen in Anwesenheit des MAPK-Inhibitors beobachtet. Immuncytochemische Untersuchungen des Proliferationsmarkers Ki67 bei den Hormon-sensitiven Zellen der Brustkrebszelllinie MCF7 und der uterinen Zelllinie hTERT-EEC zeigten eine erhöhte Proteinexpression des Proliferationsmarkers Ki67 durch PCB153 und E2. In Reportergenanalysen induzierte PCB153 eine ähnlich hohe Promotoraktivität wie E2. Die Gegenwart des ER-Inhibitors ICI 182780 verhinderte die Induktion der Promotoraktivität bei beiden Testsubstanzen. Auch Western Blot-Untersuchungen der ERK1/2-Proteinexpression erhärten die Vermutung, dass die Wirkung der untersuchten Xenoestrogene von beiden ER-Signalwegen ausgeht. Bei den untersuchten Zellen aus der Brust bzw. aus dem Uterus gab es keine Hinweise auf gewebespezifische Wirkungsweisen durch die eingesetzten Substanzen. Die durch E2 und PCB153 bei hTERT-EEC und Primärzellen aus Endometrioseexplantaten hervorgerufenen Genexpressionsveränderungen stellten überwiegend Repressionen dar. Beim Vergleich der durch E2 und PCB153 induzierten Effekte reagierten beide Substanzen ähnlich, was die vermutete estrogene Wirkung von PCB153 weiter erhärtet. PCB153 und E2 zeigten Auswirkungen auf wichtige zelluläre Prozesse wie Angiogenese, Gewebeumbau („tissue remodeling“), Migration und Invasivität. Darüber hinaus gibt es Hinweise auf eine Interferenz der Wirkung beider Stoffe mit anderen Signalwegen.