Structural and functional features of the endometrium in chronic endometritis and implantation failure in IVF cycles

Cover Page


Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

BACKGROUND: Implantation failure of the endometrium in women with chronic endometritis remains a subject of discussion, despite certain progress in the diagnosis and treatment of this pathology. It has been proven that chronic endometritis is a predictor of endometrial dysfunction, which contributes to the disruption of the morphogenesis of the endometrium necessary for its implantation capacity. Implantation disorders associated with chronic endometritis are related to pathology of the receptor profile and vascular bed, as well as dysregulation of proliferative and apoptotic mechanisms.

AIM: The aim of this study was to evaluate the expression of estrogen and progesterone receptors, endothelial marker and apoptosis-inducing factor in the endometrium of patients with chronic endometritis and ineffective embryo transfer in IVF protocols.

MATERIALS AND METHODS: This study enrolled 50 patients with ineffective embryo transfers in IVF protocols and 25 women in the control group with positive reproductive outcomes. All patients underwent a comprehensive morphological study of the endometrium including histological examination, immunohistochemical study with assessment of the receptor profile [estrogen (ERα) and progesterone (PR) receptor expression], chronic endometritis (CD8+, CD4+, CD20+, CD138+), apoptosis [antibodies to apoptosis-inducing factor (anti-AIF [E20])], and angiogenesis (CD34+), with microscopic, morphometric and statistical methods used as well.

RESULTS: Endometrial implantation failure is associated with a history of urogenital infection, benign cervical diseases, high incidence of endometrial pathology and reproductive loss. It is characterized by the presence of follicle-like mononuclear infiltrates in the endometrium, fibroplastic changes in the stromal component, vascular sclerosis, abnormal increase in the pro-inflammatory cell count, multifocal decrease in estrogen (ERα) and progesterone (PR) receptor expression, as well as activation of pathological neoangiogenesis and apoptosis in the stroma.

CONCLUSIONS: Chronic endometritis leads to disruption of the structural and functional characteristics of the endometrium, stimulates pathological neoangiogenesis and dysregulates proliferative and apoptotic mechanisms, which forms a vicious circle of endometrial implantation failure and inefficiency of embryo transfer in IVF protocols.

About the authors

Tatiana G. Tral

The Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproductology named after D.O. Ott

Author for correspondence.
Email: ttg.tral@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8948-4811
SPIN-code: 1244-9631

MD, Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Saint Petersburg

Gulrukhsor Kh. Tolibova

The Research Institute of Obstetrics, Gynecology and Reproductology named after D.O. Ott; North-Western State Medical University named after I.I. Mechnikov

Email: gulyatolibova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6216-6220
SPIN-code: 7544-4825

MD, Dr. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Saint Petersburg; Saint Petersburg

References

  1. Krasnopolskaya KV, Mikhaleva LM, Orazov MR, et al. The possibilities of overcoming implantation failures in infertility of uterine genesis caused by chronic endometritis. Gynecology. 2022;24(5):400–407. (In Russ.) EDN: NXGCYR doi: 10.26442/20795696.2022.5.201892
  2. Dobrokhotova YuE, Bondarenko KR, Dvornikov AS. Current view on pelvic inflammatory diseases: a literature review. Gynecology. 2016;18(3):4–8. (In Russ.) EDN: XIPFFN
  3. Lebedenko EYu, Milovanov AP, Sablina NV, et al. Morphological verification of the causes of the first non-developing pregnancy. Medical Bulletin of the South of Russia. 2021;12(1):62–67. (In Russ.) EDN: AJRREO doi: 10.21886/2219-8075-2021-12-1-62-67
  4. Orazov MR, Orekhov RE, Kamilova DP, et al. Secrets of the pathogenesis in repeated implantation failure. Difficult patient. 2020;18(4):43–48. (In Russ.) EDN: FVGRGU doi: 10.24411/2074-1995-2020-10030
  5. Voropaeva EE, Kazachkov EL, Kazachkova EA. Chronic endometritis: clinical and morphological aspects of diagnosis. Chelyabinsk: Titul; 2022. (In Russ.) EDN: JFFYWZ
  6. Tolibova GH, Tral TG, Kogan IYu, et al. Endometrium. Atlas. Moscow: StatusPraesens; 2022. (In Russ.) EDN: GMDUEO
  7. Amrieva DH, Petrov YuA. Chronic endometritis: pathogenetic aspects. Bulletin of the DGMA. 2019;4(33):59–63. (In Russ.) EDN: PHCSKX
  8. Tolibova GKh. Endometrial dysfunction in women with infertility pathogenetic determinants and clinical and morphological diagnosis [dissertation]. Saint Petersburg; 2018. (In Russ.) [cited 2024 May 26]. Available from: https://ott.ru/files/news/pg/2018_talibova/dissertatsiya_tolibovoy.pdf
  9. Ozdoeva IM-B, Petrov YuA. Chronic endometritis: changes in the main links of immunity. International Journal of Applied and Fundamental Research. 2020;(4):26–30. (In Russ.) EDN: VYRPCW
  10. Sabirova VL, Ilizarova NA. Patients with previous failures of IVF against the background of chronic inflammation of the uterine cavity: a rational management algorithm. Obstetrics and gynecology. News. Opinions. Training. 2021;9(1):15–24. EDN: VGAGSN doi: 10.33029/2303-9698-2021-9-1-15-24
  11. Skvortsov VV, Lunkov MV, Skvortsova EM. Diagnostics and pharmacotherapy of pelvic inflammatory diseases in women. Archive of obstetrics and gynecology named after V.F. Snegirev. 2018;5(4):177–181. (In Russ.) EDN: YTGWOD doi: 10.18821/2313-8726-2018-5-4-177-181
  12. Tatarova N, Pustynnaya E, Milichenko I, et al. Assisted reproductive technologies for diseases of the cervix uteri. Doctor. 2016;(1):53–57. EDN: VRXVQV
  13. Salama KM, Alloush MK, Al Hussini RM. Are the cytokines TNF alpha and IL 1Beta early predictors of embryo implantation? Cross sectional study. J Reprod Immunol. 2020;137:102618. doi: 10.1016/j.jri.2019.102618
  14. Brosens JJ, Salker MS, Teklenburg G, et al. Uterine selection of human embryos at implantation. Sci Rep. 2014;4:3894. doi: 10.1038/srep03894
  15. Tapilskaya NI, Tolibova GH, Savicheva AM, et al. The effectiveness of local cytokine therapy for chronic endometritis in patients with infertility. Obstetricsand gynecology.2022;2:91–100. EDN: QCHREM doi: 10.18565/aig.2022.2.91-100
  16. Kozyreva EV, Davidyan LYu, Kochetova VV. Chronic endometritis in the context of infertility and miscarriage. Ulyanovsk Medical and Biological Journal. 2017;2(26):56–63. EDN: YTFIZD doi: 10.23648/UMBJ.2017.26.6218
  17. Tabolova VK, Korneeva IE, Donnikov AE, et al. The local endometrial expression profile of the growth factor and cytokine genes during the implantation window in chronic endometritis. Obstetrics and Gynecology. 2014;12:74–78. EDN: TESOUT
  18. Kovalenko YaA, Krutova VA, Naumova NV, et al. The effectiveness of in vitro fertilization and embryo transfer in women suffering from non-specific chronic endometritis. Kuban Scientific Medical Bulletin. 2017;24(6):59–64. EDN: ZWHFCN doi: 10.25207/1608-6228-2017-24-6-59-64
  19. Cicinelli E, Matteo M, Trojano G, et al. Chronic endometritis in patients with unexplained infertility: prevalence and effects of antibiotic treatment on spontaneous conception. Am J Reprod Immunol. 2018;79(1):e12782. doi: 10.1111/aji.12782
  20. de Ziegler D, Pirtea P, Ayoubi JM. Inflammation and uterine fibrosis: the possible role of chronic endometritis. Fertil Steril. 2019;111(5):890–891. doi: 10.1016/j.fertnstert.2019.02.005
  21. Bai L, Sun L, Chen W, et al. Evidence for the existence of CD34+ angiogenic stem cells in human first-trimester decidua and their therapeutic for ischaemic heart disease. J Cell Mol Med. 2020;24(20):11837–11848. doi: 10.1111/jcmm.15800
  22. dos Santos RL, da Silva FB, Ribeiro RF Jr, et al. Sex hormones in the cardiovascular system. Horm Mol Biol Clin Investig. 2014;18(2):89–103. doi: 10.1515/hmbci-2013-0048
  23. Grishkina AA, Chistyakova GN, Remizova II, et al. Expression of inducer (noxa) and inhibitor (bcl-2) of apoptosis in the endometrium of infertile women. Modern problems of science and education. 2020; 2. EDN: PYBJRQ doi: 10.17513/spno.29686
  24. Yupatov EYu, Kurmanbaev TE, Timoshkova YL. Understanding endothelial function and dysfunction: state-of-the-art (a review). RMJ. 2022;3:20–23. EDN: ZTKYFP
  25. Voss AK, Strasser A. The essentials of developmental apoptosis. F1000Res. 2020;9. doi: 10.12688/f1000research.21571.1
  26. Meresman GF, Olivares C, Vighi S, et al. Apoptosis is increased and cell proliferation is decreased in out-of-phase endometria from infertile and recurrent abortion patients. Reprod Biol Endocrinol. 2010;22(8):126. doi: 10.1186/1477-7827-8-126
  27. Joza N, Pospisilik JA, Hangen E, et al. AIF: not just an apoptosis-inducing factor. Ann N Y Acad Sci. 2009;1171:2–11. doi: 10.1111/j.1749-6632.2009.04681.x
  28. Tolibova GKh, Tral TG, Kleshchev MA. Endometrial dysfunction: algorithm for clinical and morphological research: a textbook for doctors. Saint Petersburg: VVM; 2016. 44 p. (In Russ.)
  29. Arkhangelsky VN, Vasilyeva EN, Vasilyeva AE. Reproductive intentions of modern Russian youth and assessment of the possibilities of their implementation. Logos et Praxis. 2021;20(3):93–111. EDN: CVYOCN doi: 10.15688/lp.jvolsu.2021.3.10
  30. Benyamini Y, Todorova I. Women’s reproductive health in sociocultural context. Int J Behav Med. 2017;24(6):799–802. doi: 10.1007/s12529-017-9695-7
  31. Molchanova OK, Ordiyants IM, Lutsenko IV, et al. Modern ideas about the molecular mechanisms of regulation of implantation. Obstetrics and gynecology: news, opinions, training. 2020;8(S3):106–111. EDN: XCGGRU doi: 10.24411/2303-9698-2020-13917
  32. Negishi Y, Shima Y, Takeshita T, et al. Harmful and beneficial effects of inflammatory response on reproduction: sterile and pathogen-associated inflammation. Immunol Med. 2021;44(2):98–115. doi: 10.1080/25785826.2020.1809951
  33. Zhang YH, He M, Wang Y, et al. Modulators ofthe balance between M1 and M2 macrophagesduring pregnancy. Front Immunol. 2017;8:120. doi: 10.3389/fimmu.2017.00120
  34. Pathare A, Hinduja I, Zaveri K. Immunological approach of personalized treatment for recurrent implantation failure patients undergoing IVF. Glob J Reprod Med. 2018;(5):555667. doi: 10.19080/GJORM.2018.05.555667
  35. Chuprinenko LM, Slavinsky AA, Sevostyanova ES, et al. Expression of vascular endothelial growth factor type A in the endometrium in uterine infertility. Kuban Scientific Medical Bulletin. 2020;27(1):85–95. EDN: EXMNFC doi: 10.25207/1608-6228-2020-27-1-85-95
  36. Liu Z, Liu X, Li F, et al. Overexpression of hypoxia-inducible factor 1α and excessive vascularization in the peri-implantation endometrium of infertile women with chronic endometritis. Front Endocrinol (Lausanne). 2022;13:1001437. doi: 10.3389/fendo.2022.1001437
  37. Mironov AV, Torchinov AM, Umakhanova MM, et al. Assessment of the severity of endothelial dysfunction in a high-risk pregnancy. Difficult patient. 2018;16(8–9):30–36. EDN: YNGPQD doi: 10.24411/2074-1995-2018-10006
  38. Kimura F, Takebayashi A, Ishida M, et al. Review: chronic endometritis and its effect on reproduction. J ObstetGynaecol Res. 2019;45(5):951–960. doi: 10.1111/jog.13937
  39. Lushchak VI. Free radicals, reactive oxyden species, oxidative stress and its classification. Chem Biol Interact. 2014;224:164–175. doi: 10.1016/j.cbi.2014.10.016
  40. Boeldt DS, Bird IM. Vascular adaptation in pregnancy and endothelial dysfunction in preeclampsia. J Endocrinol. 2017;232(1):R27–R44. doi: 10.1530/JOE-16-0340
  41. Borovkova NV, Damirov MM, Oleinikova ON. Endometrial cells apoptosis in health and proliferative diseases of the uterus. Russian Sklifosovsky Journal of “Emergency Medical Care”. 2016;2:48–53. EDN: WELJFD

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Multifocal decrease in estrogens receptor (ERα) (а) and progesterone receptor (PR) (b) expression in the endometrial stromal component. Immunohistochemical study, zoom ×200

Download (302KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Endothelial marker (CD34+) expression in the study groups

Download (108KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Apoptosis-inducing factor (AIF) expression in the glands and stroma of the endometrium in the study groups

Download (136KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Eсо-Vector



Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».