Studio dei meccanismi genetici ed epigenetici nell’endometriosi: la loro implicazione nella regolazione immunitaria e nei parametri di coagulazione

Endometriosis, a chronic inflammatory disease of the female reproductive system affecting approximately 10-20% of women of reproductive age, is characterized by the presence of abnormal endometrial tissue outside the uterine cavity. Responding to estrogenic and progestin hormones produced by the ovaries during different phases of the menstrual cycle, this tissue maintains the characteristic bleeding during menstruation, causing painful internal bleeding. The macroscopic and physical aspects of the disease have long been defined, allowing for the determination of diagnosis techniques – often invasive – and currently available treatments. However, despite the limited funding and few analyses conducted, the efforts of some research groups have highlighted how the study of genetic and epigenetic mechanisms underlying endometriosis plays a crucial role in the formulation of its definitive pathophysiological theory and, consequently, in the definition of new effective treatments. This thesis aims to investigate the abnormal regulation of the four most important genes in determining the endometriosis phenotype – HOXB6, KLF2, RORB, and AEBP – and to highlight how they are enriched in immune and metabolic pathways that trigger inflammatory and angiogenic processes, essential for the survival and proliferation of endometrial cells themselves. Similarly, we aim to demonstrate how various variations in endometrial DNA methylation at mQTL level may lead to the generation of disease biomarkers useful in reducing the time and invasiveness associated with its diagnosis. Finally, we set out to explore the possible association between inflammatory status and coagulation parameters in women with advanced endometriosis: in particular, it was found that high levels of fibrin present in patients in a hypercoagulable state determine the hyperactivation of infiltrating inflammatory cells capable of creating a microenvironment conducive to the undisturbed growth of endometrial cells. Furthermore, this study has allowed for the establishment of a first example of how these coagulation parameters can be used as biomarkers for the non-invasive diagnosis of the disease.

L’endometriosi, malattia infiammatoria cronica dell’apparato femminile e che colpisce circa il 10-20% delle donne in età fertile, è caratterizzata dalla presenza di tessuto endometriale anomalo al di fuori della cavità uterina. Questo, rispondendo agli ormoni estrogenici e progestinici prodotti dall’ovaio nelle diverse fasi del ciclo mestruale, mantiene il caratteristico sanguinamento durante le mestruazioni, causando però una dolorosa emorragia interna. L’aspetto macroscopico e fisico della malattia è stato ormai definito da tempo ed ha permesso di determinare le tecniche di diagnosi – spesso invadenti - ed i trattamenti ad oggi esistenti. Tuttavia, nonostante i pochi fondi economici disponibili e le poche analisi condotte, l’impegno di alcuni gruppi di ricerca ha permesso di evidenziare come lo studio dei meccanismi genetici ed epigenetici alla base dell’endometriosi svolga un ruolo determinante nella formulazione definitiva di una sua teoria eziopatologica e, di conseguenza, nella definizione di nuovi trattamenti efficaci. Questa tesi si propone di indagare la regolazione anomala dei quattro geni più importanti nella determinazione del fenotipo endometriosico – HOXB6, KLF2, RORB e AEBP – e di mettere in luce come questi siano arricchiti in pathway immunitari e metabolici che innescheranno processi infiammatori e angiogenici, fondamentali per la sopravvivenza e proliferazione delle cellule endometriali stesse. Allo stesso modo, si vuole evidenziare come diverse variazioni nella metilazione del DNA endometriale a livello dei mQTL possano condurre alla generazione di biomarcatori di malattia utili nella riduzione del tempo ed invasività associati alla diagnosi della stessa. Infine, ci si è posti l’obiettivo di approfondire la possibile associazione tra stato infiammatorio e parametri di coagulazione nelle donne con endometriosi avanzata: in particolare, è stato riscontrato che gli alti livelli di fibrina presenti in pazienti in uno stato iper-coagulabile determinano l’iperattivazione di cellule infiammatorie infiltranti in grado di creare un microambiente adatto alla crescita indisturbata delle cellule endometriali. Inoltre, questo studio ha permesso di costituire un primo esempio di come questi parametri della coagulazione possano essere utilizzati come biomarcatori per la diagnosi non invasiva della malattia.