Tissue transglutaminase as a novel therapeutic biomarker in the development of endometriosis

Abstract

Endometriozis; üreme çağındaki kadınların rahmin iç tabakasını döşeyen ve her ay adet döneminde kalınlaşıp dökülen endometrium dokusunun rahim dışına çıkarak vücudun diğer bölgelerine implante olmasıdır. Adet döneminde kalınlaşıp dökülen endometrium dokusunun içerisinde hala yaşamaya devam eden endometrium hücreleri bulunmaktadır. Endometrioz gelişiminin endometriyal hücrelerin rahim dışına göçüne bağlı olduğu göz önüne alındığında, hücre adezyon/göçünü güdümleyen bir protein olan doku transglutaminaz (dTG) molekününün endometioz sürecinde önemli bir rol oynayabileceği düşünülmüştür. dTG'nin endometrial kök hücrelerin (eMKH) göç ve invaziv fenotipteki rolünü açıklamak amacıyla sağlıklı (keMKH) ve endometriozis hastalarından (heMKH) izole edilen hücreler kullanılmıştır. Hipotezimizi destekleyen sonuçlarımız, heMKH'lerin keMKH'lere kıyasla daha yüksek TG2 protein sentezlediğini göstermiştir. Ayrıca enzim aktivite deneyinde dTG aktivitesinin, keMKH'lerde daha aktif olduğunu gösterilmiştir. dTG'nin sadece heMKH 'lerin hücre yüzeyinde Integrin β-1 ve Sindekan-4 ile kompleks olduğunu gösteren immuno çökeltme deneyleri, dTG'nin bu hücrelerin hayatta kalma ve istila yetenekleri için önemli olabileceğini düşündürmektedir. dTG ifadesinin heMKH'lere shRNA teknolojisi ile susturulması sonucunda bu hücrelerde hücre çoğalması, göçü ve invasif potansiyeli kayıp olmuştur. Ayrıca heMKH'lerde yüksek MMP-2 ve -9 sentezi ve aktivitesi, shRNA uygulamasını takiben keMKH'lerde bulunan bazal seviyelere düşmüştür. Sonuç olarak literatürde ilk kez, dTG'nin, eMKH'lerin köklülüğü, hayatta kalması, çoğalması ve yayılması için önemli olduğu bu tez sonuçlarıyla gösterilerek, dTG endometriozis gelişimini önlemek için yeni bir hedef olarak gösterilebileceği ortaya konmuştur. Bu çalışma TÜBİTAK (118S153) tarafından desteklenmiştir.

Endometriosis is the growth endometrium, the tissue that normally lines the inner surface of the uterus of a reproductive woman and is lost upon thickening during menstruation, at abnormal sites in the body other than the uterus. Viable cells present in the endometriosis tissue behave as the endometrial cells and are discarded during menstruation. Given that endometriosis depends on the migration of endometrial cells out of uterus, a recently identified and ubiquitously expressed cell adhesion molecule called tissue transglutaminase (TG2) may play an important role in the development of endomteriosis. In order to elucidate the role of TG2 in migratory and invasive phenotype for endometrial stem cells (eMSCs), cells isolated from healthy and endometriosis patients were used in experimenatal setups. In support of our hypothesis, patient eMSCs (peMSCs) showed higher TG2 protein expression than healthy eMSC (heMSCs). In addition, the analysis of TG2 activity suggested that TG2 enzyme was more active in heMSC when compared to peMSCs. Co-IP experiments showing that TG2 was in complex with Integrin β-1 and syndecan-4 only on the cell surface of peMSCs, suggested that TG2 may be important for the survival and invasion abilities of these cells. Silencing of TG2 in peMSCs using shRNA technology revealed that increased cell proliferation, migration and invasion properties displayed by peMSCs was lost, resulting in a phenotype like heMSCs. The high MMP-2 and -9 activity in the peMSCs was also reduced back to basal heMSCs levels following shRNA targeting of TG2. In conclusion, results from this thesis, for the first time in literature, showed that TG2 was an important orchestrator for the stemness, survival, proliferation and invasion of eMSCs therefore can be considered as a novel molecular target to prevent the development of endometriosis. This study was supported by TUBITAK (118S153).