Bagaiamanapun, ekspresi HIF-1α pada lesi endometriosis ektopik belum diketahui dengan pasti. Perbedaan ekspresi HIF-1α antara jaringan endometriosis ektopik dan endometrium eutopik masih kontroversial. Penelitian Wu dkk (2007) menunjukkan level mRNA dan protein HIF-1α lebih tinggi pada jaringan endometriosis ektopik dibandingkan endometrium eutopik. Kobayashi dkk (2012) dalam analisis histokimia endometriosis ovarium menunjukkan
IRP1/IRP2/HIF-1beta meningkat secara signifikan dibandingkan kontrol. Berg dkk (2013) menemukan upregulasi HIF-1α pada lesi mirip endometriosis. Namun, peningkatan ekspresi ini hanya ditemukan pada stadium awal transplantasi dan invasi, sedangkan hal ini tidak ditemukan perbedaan dengan kontrol. Hal ini yang diyakini menjadi dasar kontroversi.
Hipoksia dan HIF-1α meningkatkan ekspresi gen regulator sinergis yang berperan dalam perkembangan jaringan endometriosis secara tidak langsung.
HIF-1α memicu perkembangan jaringan endometriosis melalui peningkatan kadar PGF2α dan PGE2 telah ditemukan dalam cairan peritoneal dari wanita dengan endometriosis. Jalur kedua adalah HIF-1α meningkatakan faktor angiogenik seperti VEGF, CYR61, dan osteopontin yang meningkatkan nutrisi untuk perkembangan jaringan endometriosis. Jalur ketiga adalah HIF mengikat reseptor HER yang banyak terdapat pada leptin di mana leptin merangsang perkembangan jaringan endometriosis melalui jalur ERK/JNK. Jalur keempat adalah HIF memicu downregulasi ERα, upregulasi ERβ, overekspresi GPR30 yang memicu perkembangan jaringan endometriosis yang dipicu status dan homeostasis hormonal.
46,47
2.11.1 Prostaglandin
48
Prostaglandin adalah kelompok asam lemak rantai panjang disentesis dari asam arakidonat dan terlibat dalam banyak proses fisiologis dan patologis seperti peradangan, memperbaiki jaringan, proliferasi dan angiogenesis. Pada mamalia, sel-sel mensintesis PG dari asam arakidonat melalui mediasi beberapa enzim termasuk fosfolipase A2 (PLA2), prostaglandin G/H sintase (lebih dikenal sebagai siklooksigenase, COX), dan terminal PG sintase. PLA2 memotong dan melepaskan asam arakidonat dari membran fosfolipid. COX kemudian mengubah asam arakidonat ke PGH2, yang merupakan prekursor PG umum dan
selanjutnya akan dikonversi menjadi prostaglandin atau metabolit PG terkait dengan terminal PG sintase.
Disregulasi enzim tertentu telah dikaitkan dengan perkembangan endometriosis. COX-2, enzim yang bertanggung jawab untuk dalam biosintesis PGE2, ditemukan menyimpang ekspresinya dalam makrofag peritoneal dan sel stroma endometrium. Produksi menyimpang dari PGE2 oleh makrofag dan sel stroma ektopik berkontribusi untuk berbagai proses patologis terhadap perkembangan endometriosis termasuk steroidogenesis, proliferasi sel, angiogenesis, dan inhibisi imunitas.
49,50
Meskipun sitokin proinflamasi tinggi biasanya ditemukan dalam cairan peritoneal dari wanita dengan endometriosis, hal ini tidak sepenuhnya menjelaskan overekspresi COX-2 di endometriosis. Sebaliknya, dikatakan bahwa COX-2 setidaknya 100 kali lebih sensitif terhadap pengobatan interleukin (IL)-1β dalam sel stroma endometrium dibandingkan dengan sel-sel stroma endometrium yang normal dan meningkatkan sensitivitas ini gen COX-2 yang dimediasi melalui ERK.
51
52 Suatu penelitian menemukan DUSP2, sebuah fosfatase nuklir yang menginaktivasi ERK, menurunkan regulasi dalam sel-sel stroma jaringan endometriosis ektopik. Analisis bioinformatika mengungkapkan bahwa ada unsur respon hipoksia (HRE) yang berperan dalam promotor DUSP2, menunjukkan DUSP2 adalah gen dependen hipoksia. Gagasan ini didukung oleh hasil bahwa stres hipoksia dan overekspresi HIF-1α mendownregulasi DUSP2.
Downregulasi DUSP2 menyebabkan aktifnya ERK dan p38-MAPK dan akhirnya meningkatkan sensitivitas COX-2 dalam rangsangan proinflamasi.
Baik hipoksia dan PG memainkan peran penting dalam fisiologi endometrium normal. Pada saat menstruasi, banyak sitokin proinflamasi, peningkatan ekspresi COX-2, PGE2 dalam sel stroma endometrium. Wu dkk (2011) menunjukkan HIF-1α memicu endometriosis melalui efek pada
53
peningkatan ekpresi COX-2, IL-1beta, dan PGE2. Peningkatan protein HIF-1α akan menyebabkan downregulasi DUSP1 kemudian terjadi efek penurunan MAPK, peningkatan aktivasi ERK, dan MAPK p38 pada sel stroma endometriosis ektopik. COX2 dan PGE2 akan meningkat memicu StAR yang meningkatkan pertumbuhan sel stroma endometriosis. PGE2 menstabilkan HIF-1α melalui E-series reseptor prostanoid 2 (EP2) jalur dalam model sel epitel endometrium.
Hipoksia dan PG (PGF2α dan PGE2 khususnya) menginduksi faktor angiogenik seperti VEGF, IL-8, dan CYR61.
Mikro RNA (miRNAs) adalah RNA noncoding kecil modulasi ekspresi gen sasaran melalui pembelahan atau penindasan translasi. Fungsi regulasi dari miRNAs telah terlibat dalam hipoksia, peradangan, perbaikan jaringan, proliferasi sel, apoptosis, remodelling matriks ekstraselular, dan angiogenesis pada endometriosis. Telah dilaporkan bahwa ekspresi mir-20a relatif lebih tinggi pada lesi ektopik dibandingkan dengan yang di jaringan endometrium eutopik. Dengan menggunakan pendekatan biologi molekuler dan bioinformatika, kami mengidentifikasi bahwa promotor mir-20a regulasi HRE, suatu segemen cis DNA tempat pengikatan HIF. Penelitian lebih lanjut menunjukkan bahwa ekspresi miR-20a dipicu oleh hipoksia. miR-miR-20a memiliki lokasi target di DUSP2 3’-UTR yang menyebabkan efek downregulasi DUSP2. Penurunan ekspresi DUSP2, memicu fosforilasi ERK, overekspresi ERK, upregulasi COX-2, dan faktor mitogenik. Pada endometriosis ektopik, juga ditemukan penurunan miR-20a yang menjadi inhibitor HIF-1α sehingga HIF-1α upregulasi dan mengikat CREBBP, suatu kofaktor yang lebih meningkatkan lagi aktivitas HIF-1α.
52,53
2.11.2 Estrogen
51,52,53
Perkembangan endometriosis bergantung estrogen didasari oleh insidensi endometriosis biasanya pada menarche atau menopause dan penelitian invitro yang menunjukkan hanya monyet yang menerima estrogen dan
progesteron menunjukkan perkembangan endometriosis. Dua isoform reseptor estrogen nuklir (ERα dan ERβ) dan satu reseptor G protein-coupled estrogen (GPR30) memediasi sebagian besar fungsi regulasi dari isoform estrogen.
Penelitian invivo Becker dkk (2008) penurunan HIF-1α akan menurunkan gen tagetnya seperti VEGF, fosfogliserat kinase, dan transporter glukosa-1.
Penelitian ini juga menerangkan adanya hubungan estradiol dengan HIF-1α karena terapi inhibitor estradiol pada mencit menurunkan ekspresi HIF-1α secara signifikan.
54
Ekspresi menyimpang dari ERα, ERβ, dan GPR30 telah dilaporkan pada wanita dengan endometriosis. Downregulasi ERα dan/atau upregulasi ERβ serta overekspresi GPR30 ditemukan dalam jaringan endometriosis. Hipoksia juga menginduksi hal yang sama. GPR30 juga diregulasi oleh hipoksia secara HIF-1α, dan memediasi efek anti-apoptosis estrogen pada hipoksia diinduksi apoptosis.
Interaksi antara hipoksia dan estrogen bisa lebih rumit karena estrogen menginduksi HIF-1α sehingga hal ini bersifat timbal balik.
42
2.11.3 Leptin
55
Leptin awalnya diidentifikasi sebagai hormon endokrin, yang disekresi oleh adiposit, bekerja pada hipotalamus untuk mengatur homeostasis energi.
Beberapa bukti menunjukkan leptin dan reseptornya banyak diekspresikan dalam berbagai jaringan seperti perut, otot, plasenta, ovarium, dan uterus secara parakrin dan autokrin. Selain peran regulasi dalam mempertahankan homeostasis energi, fungsi leptin juga terlibat dalam proliferasi sel, angiogenesis, dan respon imun.
Penelitian Wu dkk (2007) berhipotesis bahwa penyimpangan ekspresi leptin pada stroma endometriosis diregulasi oleh peningkatan HIF-1α. Pajanan sel stroma endometrium dalam kondisi hipoksia oleh desferioxamin menyebabkan peningkatan ekspresi gen leptin. Assay promoter aktivitas
56
menunjukkan bahwa HIF-1α memicu aktivitas promoter leptin setelah terapi defderioxamin. Reseptor leptin juga ditemukan diekspresikan baik pada stroma endometrial maupun sel epitiel, menunjukkan efek parakrin dan autokrin leptin ada endometriosis. Leptin merangsang perkembangan jaringan endometriosis melalui jalur ERK/JNK. Berhubungan dengan HIF, HRE ditemukan pada promoter dan intron pertama leptin.
2.11.4 Faktor Angiogenik
40
Endometrium ektopik harus didukung oleh oksigen, nutrisi, dan metabolit untuk berkembang. Untuk mengatasi kekurangan oksigen pada vaskonstriksi akibat peningkatan sitokin proinflamasi pada endometriosis, sel-sel harus melakukan angiogenesis. Dalam endometrium normal, hipoksia menginduksi ekspresi beberapa isoform VEGF pada sel epitel dan stroma endometrum.
Penelitian Mahnke dkk (2000) menunjukkan tingkat VEGF wanita endometriosis pada cairan peritoneal lebih tinggi dibandingkan kontrol.
Penelitian laboratorium Becker dkk (2008) menunjukkan bahwa penekanan ekspresi VEGF dikatikan dengan peningkatan HIF-1α. Selain itu, efek HIF-1α pada estrogen memicu PI3K/Akt untuk meningkatkan ekspresi VEGF.
Selain itu, peningkatan leptin juga memicu VEGF. Ekspresi protein 61 (CYR61), suatu faktor angiogeneik, juga dependen downregulasi DUSP2-dependen HIF-1α. Osteopontin, faktor angiogenik juga diinduksi keadaan hipoksia dan HIF.
57
42