Polikistik Over Sendromu (PCOS)`nda mTOR (The Mammalian Target of Rapamycin) Mekanizması

Abstract

PCOS yaygınlığı, farklı tanı kriterlerine göre değişmekle beraber, genel olarak doğurganlık çağında % 5-10 civarında izlenen, üreme çağındaki kadınlarda en sık rastlanan reprodüktif endokrinopati olarak gösterilmiştir.mTOR (The mammalian target of rapamycin), hücre içerisinde hücrenin büyümesi, çoğalması, metabolizma ve anjiyogenez gibi pekçok işlemde görev almaktadır. Yapılan son çalışmalarla mTOR yolağı ovaryum folliküllerinde de incelenmiş, granuloza hücrelerinin çoğalması ve farklılaşmasında görev aldığı belirlenmiştir.Polikistik over sendromunda, foliküllerde yer alan granuloza hücreleri hızlı bir bölünme göstermektedir. Böylelikle foliküllerin ve dolayısıyla ovaryumun hacimsel bir artışı söz konusudur. PCOS olan hastaların overlerinde yüksek düzeyde granuloza ve teka hücresi proliferasyonu gerçekleşmektedir. Bu durum bize; mTOR sinyal yolağının, PCOS'da granuloza ve teka hücrelerinin yüksek düzeydeki proliferasyonundan sorumlu olabileceğini düşündürmektedir. Bu çalışmamızda, mTOR sinyal yolaklarından birinin ya da her ikisinin (TORC1 ve TORC2) PCOS mekanizmasında rol alabileceğini düşünmekteyiz. Buradan yola çıkarak, PCOS oluşturulan fare modelinde mTOR sinyal yolağının/yolaklarının etkili olup olmadığını belirlemeyi amaçlıyoruz.Çalışmamızda 25 günlük toplam 30 adet BalbC türü fare kullanılarak 3 grup oluşturuldu: İlk grup herhangi uygulamanın yapılmadığı kontrol grubu (K) (n=10), ikinci grup PCOS grubu (P) (n=10) (6 mg/100g DHEA'nun 0.1 ml susam yağı içerisinde çözülerek günlük subkutan olarak verildiği grup), Üçüncü grup yalnızca çözücünün verildiği (sadece susam yağı verilen) (Ç) (n=10) grup. Çalışmamızda gruplar arasındaki morfolojik farkı ortaya koymak amacıyla hematoksilen-eozin boyaması yapıldı. Çoğalan granuloza hücrelerini göstermek amacıyla mTOR ve P-mTOR (serine 2448) antikorları ile çiftli immünohistokimya yöntemi uygulandı. mTORC1, mTORC2 kompleksleri ile P70S6K, P-P70S6K ve PKCalpha, P-PKCalpha antikorları için western blot ve RT-PCR yöntemleri uygulandı. Gruplar arasındaki östradiol ve progesteron seviyelerini karşılaştırmak amacıyla da ELISA tekniği kullanıldı. Tüm sonuçların istatistiksel analizleri Sigma Stat 3.0. Student t-testi kullanılarak yapıldı.Çalışmamızda ilk defa PCOS fare modelinde mTORC1 ve mTORC2 kompleksleri ile bu komplekslerin ürünleri incelenmiştir. Sonuçlarımız PCOS fare modelinde mTORC1 ve mTORC2-aracılı sinyal yolaklarının aktivasyonunun PCOS'lu fare ovaryumunda önemli bir role sahip olabileceğini göstermektedir. Bu bulgular her iki kompleksin de (TORC1 ve TORC2) PCOS'da artan granuloza ve teka hücre proliferasyonundan sorumlu olabileceğini göstermektedir.Sonuç olarak mTORC1 ve mTORC2 sinyal yolaklarının denetlenmesi; PCOS'un önemli bir semptomunu oluşturan ovaryal kistlerin oluşumunun engellenerek; folikül büyümesi ve oosit gelişimindeki sorunların çözümlenmesine ve anovulasyona bağlı kısırlık sorununa yaklaşımda, yeni stratejilerin geliştirilmesine katkıda bulunabilir.

Polycystic ovary syndrome (PCOS) is a common and complex endocrine disorder affecting 5-10% of women in reproductive age. It is characterized by hyperandrogenism, oligo- or anovulation and infertility. But the pathophysiology of PCOS still remains unknown.The mammalian target of rapamycin (mTOR) is a central component that regulates various processes including cell growth, proliferation, metabolism, and angiogenesis. mTOR signaling cascade has recently been examined in ovarian follicles where it regulates granulosa cell proliferation and differentiation. mTOR functions as two complexes, mTOR complex 1 and 2 (mTORC1 (mTOR, P-mTOR (Serine-2448), Raptor, GBetaL) and mTORC 2 (mTOR, P-mTOR (Serine-2481), Rictor, GBetaL)). mTORC1 phosphorylates p70S6 kinase (S6K1) and mTORC2 phosphorylates PKCalpha. We hypothesized that mTORC 1 and/or 2 may have role in proliferation of theca and granulosa cells in PCOS mouse model. In the present study, we sought to determine the mTOR signaling pathway in PCOS mouse ovary.25 days old 30 BalbC female mice were used and designed 3 groups (n=10): Control (no treatment), PCOS (The injection of DHEA (6 mg/100g BW in 0.1 ml of sesame oil) (s.c) for 20 consecutive days), Vehicle (daily (s.c) sesame oil alone enjection). To show the morphological difference between PCOS and control mouse ovary, sections stained with haematoxylin and eosin for histological analysis of cyst formation. Mouse PCOS model were confirmed by ELISA technique. Serum samples from each animals before and after treatment were collected. Then we evaluated estradiol and progesterone levels. mTOR and P-mTOR (serine 2448) antibodies were used for immunohistochemistry showing proliferating ovarian follicular cells. We used mTORC1, mTORC2 and P70S6K, phospho- P70S6K and PKCalpha, phosphor- PKCalpha antibodies for western blott technique presenting mTOR signal protein complexes. PCNA were used as a proliferation marker. RT-PCR technique also used for present mTORC1 and mTORC2 mRNA levels. Statistical analyses were carried out using the Sigma Stat 3.0. Student t-test was used for comparisons between value of groups; P <0.05 was considered significant.Here, we provide evidence for the first time mTORC1 and mTORC2 in PCOS mouse ovary. Our results showed that upregulating mTORC1 and mTORC2-mediated signaling may plays a crucial role in PCOS mouse ovary. All these findings provide an evidence that mTORC1 and mTORC2 affects increased ovarian follicular cell proliferation and growth in PCOS.Consequently, these results suggest that the mTOR signaling pathways (mTORC1 and mTORC 2) may create new clinical strategies to optimize developmental competence of PCOS should target correction of the entire follicle growth, oocyte development process and anovulatory infertility in PCOS.