Evaluation of glycan expression in endometrial epithelial structures as a predictive factor for endometrial receptivity

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Aim. To evaluate the endometrial glyotype in the «implantation window» in patients with infertility in assisted reproductive technologies (ART) programs and to develop criteria for assessing endometrial receptivity based on the analysis of complex changes in the functional groups of glycans in the main endometrial epithelial to use in clinical practice.

Materials and methods. The study included 32 infertile patients who took part in ART programs. Pipelle endometrial biopsy was performed during the «implantation window» in the cycle preceding the cycle of ovarian stimulation and embryo transfer. Using lectin histochemistry and immunohistochemistry, glycans levels in the glycocalyx of endometrial surface epithelium (SE) and glandular epithelium (GE) was studied.

Results. Differences in the expression of mannose-rich glycans in SE and N-acetylgalactosamine--terminated glycans in the GE of the endometrium were revealed, as well as the link between the expression of lectin staining glycans: ConA, VVL, UEA-I, SNA, MAL-II, ECL and monoclonal antibodies: anti-MECA -79 mAb and anti-LeY mAb in SE and GE of the endometrium was assessed in patients with infertility, depending on the outcome of the ART program. The estimated threshold levels in glycan expression and the odds ratio for pregnancy occurrence allow to characterize the diagnostic value for the studied glycomarkers and to develop criteria for assessing endometrial receptivity.

Conclusion. Based on a comprehensive evaluation of glycans in the main endometrial epithelial structures in the cycle preceding the ART cycle, criteria for assessment of the likelihood of pregnancy have been developed, which can increase the effectiveness of ART programs in patients with infertility.

About the authors

Marina M. Ziganshina

Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology

Author for correspondence.
Email: mmz@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1578-8403

Cand. Sci. (Biol.)

Russian Federation, 4, akademika Oparina street, Moscow, 117997

Nataliya V. Dolgushina

Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology

Email: n_dolgushina@oparina4.ru
ORCID iD: 0000-0003-1116-138X

D. Sci. (Med.)

Russian Federation, 4, akademika Oparina street, Moscow, 117997

Galina V. Kulikova

Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology

Email: g_kulikova@oparina4.ru
ORCID iD: 0000-0003-0594-955X

Cand. Sci. (Biol.)

Russian Federation, 4, akademika Oparina street, Moscow, 117997

Nafisa M. Fayzullina

Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology

Email: n_fayzullina@oparina4.ru
ORCID iD: 0000-0003-1804-8523

Cand. Sci. (Chem.)

Russian Federation, 4, akademika Oparina street, Moscow, 117997

Alina A. Dovgan

Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology

Email: lina.dovgan@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4927-3590

Graduate Student

Russian Federation, 4, akademika Oparina street, Moscow, 117997

Nigora F. Abdurakhmanova

Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology

Email: abd.nigora@yandex.ru

Graduate Student

Russian Federation, 4, akademika Oparina street, Moscow, 117997

Alexandr I. Shchegolev

Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology

Email: a_shchegolev@oparina4.ru
ORCID iD: 0000-0002-2111-1530

D. Sci. (Med.)

Russian Federation, 4, akademika Oparina street, Moscow, 117997

Alexandra V. Asaturova

Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology

Email: a_asaturova@oparina4.ru
ORCID iD: 0000-0001-8739-5209

D. Sci. (Med.)

Russian Federation, 4, akademika Oparina street, Moscow, 117997

Gennady T. Sukhikh

Kulakov National Medical Research Center for Obstetrics, Gynecology and Perinatology

Email: g_sukhikh@oparina4.ru
ORCID iD: 0000-0002-7712-1260

D. Sci. (Med.)

Russian Federation, 4, akademika Oparina street, Moscow, 117997

References

  1. Strowitzki T, Germeyer A, Popovici R, von Wolff M. The human endometrium as a fertility-determining factor. Hum Reprod Update 2006; 12 (5): 617–30. doi: 10.1093/humupd/dml033
  2. Oron G, Hiersch L, Rona S et al. Endometrial thickness of less than 7.5 mm is associated with obstetric complications in fresh IVF cycles: a retrospective cohort study. Reprod Biomed Online 2018; 37 (3): 341–8. doi: 10.1016/j.rbmo.2018.05.013
  3. Bashiri A, Halper KI, Orvieto R. Recurrent Implantation Failure-update overview on etiology, diagnosis, treatment and future directions. Reprod Biol Endocrinol 2018; 16 (1): 1–18. doi: 10.1186/s12958-018-0414-2
  4. Зиганшина М.М., Абдурахманова Н.Ф., Павлович С.В. и др. Гликом эндометрия в менструальном цикле и рецептивность эндометрия. Акушерство и гинекология. 2017: 17–24. doi: 10.18565/aig.2017.12.17-24 [Ziganshina M.M., Abdurakhmanova N.F., Pavlovich S.V. et al. Endometrial glycome in the menstrual cycle and endometrial receptivity. Obstet Gynecol. 2017: 17–24. doi: 10.18565/aig.2017.12.17-24 (in Russian).]
  5. Carson DD. The glycobiology of implantation. Front Biosci 2002; 7 (1): 1535–44. doi: 10.2741/a858
  6. Clark GF. Functional glycosylation in the human and mammalian uterus. Fertil Res Pract 2015; 1 (1): 1–12. doi: 10.1186/s40738-015-0007-0
  7. Aplin JD. Glycans as biochemical markers of human endometrial secretory differentiation. J Reprod Fertil 1991; 92 (2): 525–41. doi: 10.1530/jrf.0.0920525
  8. Aplin JD. Embryo implantation: The molecular mechanism remains elusive. Reprod Biomed Online 2006; 13 (6): 833–9. doi: 10.1016/S1472-6483(10)61032-2
  9. Gu J, Sui LL, Cui D et al. Effects of LeY glycan expression on embryo implantation. Eur Rev Med Pharmacol Sci 2016; 20: 3327–35.
  10. Noci I, Gheri G, Gheri Bryk S et al. Aging of the human endometrium: Peri-implantation phase endometrium does not show any age-dependent variation in lectin binding. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol 1996; 64 (1): 11–21. doi: 10.1016/0301-2115(95)02245-7
  11. Nejatbakhsh R, Kabir-Salmani M, Dimitriadis E et al. Subcellular localization of L-selectin ligand in the endometrium implies a novel function for pinopodes in endometrial receptivity. Reprod Biol Endocrinol 2012; 10 (1): 1. doi: 10.1186/1477-7827-10-46
  12. Margarit L, Gonzalez D, Lewis PD et al. L-Selectin ligands in human endometrium: Comparison of fertile and infertile subjects. Hum Reprod 2009; 24 (11): 2767–77. doi: 10.1093/humrep/dep247
  13. Foulk RA, Zdravkovic T, Genbacev O, Prakobphol A. Expression of L-selectin ligand MECA-79 as a predictive marker of human uterine receptivity. J Assist Reprod Genet 2007; 24 (7): 316–21. doi: 10.1007/s10815-007-9151-8
  14. Wang B, Sheng JZ, He RH et al. High expression of L-selectin ligand in secretory endometrium is associated with better endometrial receptivity and facilitates embryo implantation in human being. Am J Reprod Immunol 2008; 60 (2): 127–34. doi: 10.1111/j.1600-0897.2008.00604.x
  15. Приказ Минздрава России №107н от 30 августа 2012 г. «О порядке использования вспомогательных репродуктивных технологий, противопоказаниях и ограничениях к их применению». 2012. [Prikaz Minzdrava Rossii no. 107n ot 30 avgusta 2012 g “O porjadke ispol’zovanija vspomogatel’nyh reproduktivnyh tehnologij, protivopokazanijah i ogranichenijah k ih primeneniju”. 2012 (In Russian).]
  16. Ziganshina MM, Kulikova GV, Fayzullina NM et al. Expression of fucosylated glycans in endothelial glycocalyces of placental villi at early and late fetal growth restriction. Placenta 2020; 90: 98–102. doi: 10.1016/j.placenta.2019.12.005
  17. Куликова Г.В., Абдурахманова Н.Ф., Файзуллина Н.М. и др. Рецептивность «тонкого» эндометрия у пациенток в программах вспомогательных репродуктивных технологий. Акушерство и гинекология. 2019: 100–7. [Kulikova G.V., Abdurahmanova N.F., Fayzullina N.M. et al. Receptivity of thin endometrium in patients undergoing assisted reproduction. Obstet Gynecol. 2019: 100–7 (in Russian).]
  18. Абдурахманова Н.Ф., Гвоздева А.Д., Зиганшина М.М., Долгуши- на Н.В. Результаты программ ВРТ у пациенток с «тонким» эндометрием. Гинекология. 2019; 21 (1): 23–27. doi: 10.26442/20795696.2019.1.190232 [Abdurakhmanova N.F., Gvozdeva A.D., Ziganshina M.M., Dolgushi- na N.V. The results of assisted reproductive technology programs in patients with “thin” endometrium. Gynecology. 2019; 21 (1): 23–7. doi: 10.26442/20795696.2019.1.190232 (in Russian).]
  19. Miwa I, Tamura H, Takasaki A et al. Pathophysiologic features of “thin” endometrium. Fertil Steril 2009; 91 (4): 998–1004. doi: 10.1016/j.fertnstert.2008.01.029
  20. Takasaki A, Tamura H, Taketani T et al. A pilot study to prevent a thin endometrium in patients undergoing clomiphene citrate treatment. J Ovarian Res 2013; 6 (1): 6–10. doi: 10.1186/1757-2215-6-94
  21. Weiss NS, van Vliet MN, Limpens J et al. Endometrial thickness in women undergoing IUI with ovarian stimulation. How thick is too thin? A systematic review and meta-analysis. Hum Reprod 2017; 32 (5): 1009–18. doi: 10.1093/humrep/dex035
  22. Rabinovich GA, Croci DO. Regulatory circuits mediated by lectin-glycan interactions in autoimmunity and cancer. Immunity 2012; 36 (3): 322–35. doi: 10.1016/j.immuni.2012.03.004
  23. Kane N, Kelly R, Saunders PTK, Critchley HOD. Proliferation of uterine natural killer cells is induced by human chorionic gonadotropin and mediated via the mannose receptor. Endocrinology 2009; 150 (6): 2882–8. doi: 10.1210/en.2008-1309
  24. Miller DL, Jones CJP, Aplin JD, Nardo LG. Altered glycosylation in peri-implantation phase endometrium in women with stages III and IV endometriosis. Hum Reprod 2010; 25 (2): 406–11. doi: 10.1093/humrep/dep401
  25. Miravet-Valenciano JA, Rincon-Bertolin A, Vilella F, Simon C. Understanding and improving endometrial receptivity. Curr Opin Obstet Gynecol 2015; 27 (3): 187–92. doi: 10.1097/GCO.0000000000000173
  26. Gu J, Isaji T, Xu Q et al. Potential roles of N-glycosylation in cell adhesion. Glycoconj J 2012; 29 (8–9): 599–607. doi: 10.1007/s10719-012-9386-1
  27. Lessey BA. Adhesion molecules and implantation. J Reprod Immunol 2002; 55 (1–2): 101–12. doi: 10.1016/S0165-0378(01)00139-5
  28. Li Y, Ma K, Sun P et al. LeY oligosaccharide upregulates DAG/PKC signaling pathway in the human endometrial cells. Mol Cell Biochem 2009; 331 (1–2): 1–7. doi: 10.1007/s11010-009-0137-y

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Differences in mannose-rich glycans (1, 2, 3) and N-acetylgalactosamine-terminated glycans (4, 5, 6) levels in endometrial tissue: staining of the SE glycocalyx (a) with lectin ConA in patients of group 1 (1) and group 2 (2). Graphical presentation of the results of staining of endometrial SE with lectin ConA (3). Staining of GE glycocalyx (b) with VVL lectin (4 – group 1; 5 – group 2). Graphical presentation of the results of staining of endometrial GE with VVL lectin (6).

Download (97KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2020 Consilium Medicum

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

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».