Untersuchungen zur estrogenen Potenz endokrin wirksamer Umweltchemikalien an Primärkulturen humaner Endometriumzellen

Abstract

Endokrin wirksame Umweltchemikalien mit estrogenem Potential stellen eine mögliche Gefahr für die Reproduktionsfähigkeit des Menschen dar. Sie sind selbst bei Nichtexponierten in verschiedenen Geweben nachweisbar, so auch im Endometrium, in welchem vor allem das polychlorierte Biphenyl 153 (PCB153), β-Hexachlorcyclohexan (β-HCH) und 1,1-Bis-(4-chlorphenyl)-2,2-dichlorethylen (p,p'DDE) akkumuliert werden. Mit der vorliegenden Arbeit erfolgte die in vitro Untersuchung estrogener Effekte dieser drei Substanzen. Als Modellsystem dienten Primärkulturen humaner Endometriumepithel- und Stromazellen (EEC und ESC), zur Kontrolle wurde die MCF-7 Mammakarzinomzelllinie mitgeführt. Es erfolgte eine 72stündige Exposition aller Kulturen mit den o.g. Umweltchemikalien, sowie mit 17β-Estradiol (E2). Als Nachweismethoden für estrogene Effekte kamen sowohl der ESCREEN Assay, als auch die Quantifizierung der Expression des Progesteronrezeptors (PR) und von Estrogenrezeptor alpha und beta (ERα und ERβ) mittels HSCORE zum Einsatz. Alle getesteten Substanzen zeigten proliferative Effekte im ESCREEN Assay. Diese waren bei den epithelialen Zellen (EEC und MCF-7) stärker als bei den ESC und bei allen kultivierten Zellen nach Inkubation mit E2 am deutlichsten ausgeprägt. Die Rezeptoren ERα, ERβ und PR der EEC wurden unter Einfluss von E2 verstärkt exprimiert, ebenso nach Exposition mit PCB153. Schwächer stellte sich die Rezeptorinduktion nach Einwirkung von β-HCH dar und war nach Inkubation mit p,p'DDE nicht nachweisbar. Bei den ESC ließ sich generell ausschließlich der PR induzieren, wiederum am stärksten durch Zugaben von E2 und PCB153; Inkubation mit β-HCH bewirkte schwache Expressionssteigerungen dieses Rezeptors, p,p'DDE keine. Zusammengefasst waren die Reaktionen nach 72h Exposition mit PCB153 ähnlich denen des E2, wohingegen β-HCH in beiden Nachweisverfahren schwächere estrogene Effekte zeigte und p,p'DDE ausschließlich Proliferationssteigerungen, aber keine Veränderungen der Steroidrezeptorexpression hervorrief. Die in den Expositionsversuchen eingesetzten Schadstoffkonzentrationen sind physiologisch relevant, so dass adverse Effekte dieser Substanzen auf steroidhormonregulierte Mechanismen in vivo möglich erscheinen. Da der Organismus aber in der Lage ist, Störungen der hormonellen Homöostase zu begegnen, erscheint eine ernsthafte Gefährdung der Reproduktionsfähigkeit unwahrscheinlich. Dennoch sollte besonders bei idiopathischen, oft multifaktoriell bedingten Erkrankungen der Einfluss von Umweltschadstoffen nicht unberücksichtigt bleiben.

Endocrine disrupting chemicals (EDC) are detectable in different human tissues. We have found 1,1-bis-(4-chlorphenyl)-2,2-dichlorethylen (p,p'DDE), β-1,2,3,4,5,6- hexachlorocyclohexane (β-HCH) and 2,2',4,4',5,5'-hexachlorobiphenyle (PCB153) to be accumulated in endometrium of unexposed women and therefore investigated the estrogenic potential of these compounds. Primary cultured endometrial epithelial (EEC) and stromal (ESC) cells were exposed to relevant concentrations of EDC and 17β-estradiol (E2, positive control). ESCREEN assay and immunocytochemistry of steroid receptors were carried out. EEC showed increases of proliferation after 72h of incubation with all tested chemicals, whereas proliferative effects on ESC were only small. Expression of estrogen receptor alpha (ERα), estrogen receptor beta (ERβ) and progesterone receptor (PR) was upregulated in EEC after exposure to E2, PCB153 and β-HCH, but not p,p'DDE. In cultured ESC the PR was strongly induced, but hardly any changes occurred in ER- expression. Both cultures showed estrogenic effects after incubation with physiologically relevant concentrations of EDC. Affects on hormonal homeostasis of endometrium in vivo are possible.