Metabolomics of uterine decidualization in mammals

Die Dezidualisierung, als eine hormonell initiierte Umwandlung von endometrialen Stromazellen in spezialisierte sekretorische Zellen, ist ein entscheidender Prozess für die erfolgreiche Einnistung von Embryonen bei eutherischen Säugetieren Eine beeinträchtigte Dezidualisierung ist bei mehreren Arten mit Unfruchtbarkeit und Schwangerschaftsverlust verbunden. Mechanismen, durch die die Dezidualisierung eine Schwangerschaft ermöglicht, sind noch nicht ausreichend verstanden. Obwohl frühere Studien Veränderungen der Genexpression während der Dezidualisierung charakterisierten, sind Veränderungen innerhalb des Metaboloms weitgehend unerforscht. Das Ziel dieser Masterarbeit ist es, die metabolischen Veränderungen, die während der Dezidualisierung in einer konventionellen Labor-Inzuchtmauslinie (C57BL/6) sowie in einer transgenen Mauslinie auftreten, zu untersuchen. Die transgene Mauslinie trägt dabei ein menschliches Allel, welches mit schwangerschaftsbedingten Veränderungen im Zusammenhang mit Dezidualisierungsstörungen verbunden ist. Unter Verwendung eines standardisierten In-vitro-Modells wird die Dezidualisierung in primären Zellkulturen induziert. Durch GC-MS (Gaschromatographie – Massenspektrometrie) wurden insgesamt 33 Metaboliten gemessen, von denen bei 7 statistisch signifikante Veränderungen während der Dezidualisierung in zentralen Stoffwechselwegen zeigen. Erhöhte Fructose-1,6-Bisphosphat- und Pyruvatspiegel in WT-Zellen deuten auf eine verstärkte Glykolyse und einen Warburg-ähnlichen Effekt mit Pyruvatakkumulation und teilweiser Entkopplung vom TCA-Zyklus hin. Sinkende Glutaminsäurespiegel deuten darauf hin, dass Glutaminsäure möglicherweise zum Ausgleich einer möglichen Senkung der TCA-Zyklusaktivität eingesetzt werden kann. Herunterregulierte Mengen des Polyamins Putrescin könnten auf einen effizienten Umsatz für die nachgeschaltete Polyaminsynthese hinweisen, da sie als entscheidend für die Zellproliferation und -differenzierung gelten. In der transgenen Linie wurde kein Anstieg von Fructose-1,6-Bisphosphat festgestellt, was möglicherweise Auswirkungen auf die Fructose-1,6-bisphosphat-IL-27-Achse hat. Gleichzeitig sinkende Glutaminsäure- und 2-Oxoglutarsäure-Spiegel deuten auf eine unzureichende Kompensation durch Glutaminolyse und einen möglichen Rückgang der TCA-Zyklusaktivität hin. Die Ergebnisse stützen die Hypothese einer metabolischen Umprogrammierung während der Dezidualisierung, insbesondere durch die Beteiligung der Glykolyse und des TCA-Zyklus.