Dalla ricerca nuove prospettive per

comprendere la malattia

Bergamo 27 gennaio 2017

ENDOMETRIOSI ED

INQUINANTI AMBIENTALI

Nonpersistenti

Erbicidi (e.g.,atrazine),pesticidi organofosfati,solventi quali il toluene, xilene

stirene e percloroetilene, metil mercurio,ftalati, bisfenolo A, tabacco.

Persistenti (POPs)

Diossine/furani, policlorobifenili, eteri, polibromobifenili

Pesticidi organoclorurati,piombo,

composti perfluorurati.

SISTEMA RIPRODUTTIVO: INQUINANTI COINVOLTI

FTALATI BISFENOLO A

✓ Composti ubiquitari✓ Utilizzati per rendere flessibili le

plastiche ✓ In Italia, dal 2009 la loro concentrazione

deve essere <0.1%

• Potenziale influenza sulla produzione di estrogeni, androgeni e altri ormoni.

• Il BBP, DBP e BHA sono induttori della proliferazione in cellule dotate di recettore estrogenico.

• Questi effetti non sembrano essere rilevanti per l’esposizione umana.

✓ Ubiquitario ✓ Presente nelle plastiche policarbonate

e nelle resine. ✓ Contenitori per cibi e bevande✓ Dispositivi medici e odontoiatrici✓ La sua esposizione deve essere <4 µg/kg

di peso corporeo/die (EFSA 2015)

Alcuni studi mostrano effetti estrogenici e immunotossici

Headquartered at the National Institute of Environmental Health Sciences NIH-HHS

ESPOSIZIONE AL BISFENOLO A

EFSA of the European Union

6

Vengono prodotti per l’uso di insetticidi, funghicidi, additivi chimici, o sono inavvertitamente prodotti durante la combustione

Substance Half Life BCF in fish

yearsPesticides DDT, DDE, DDD 10-15 50 000-150 000 Chlordane lindane, aldrin 1 ~ 40 000 Hexachlorociclohexane (HCHs)

Industrial Chemicals Polychlorinated biphenyls (PCBs) fino a 2 fino a 300 000 Hexachlorobenzene (HCB) 3-23 20 000-110 000 Pentachlorophenol (PCP) Polybrominated diphenyl ether (PBDE)

Uninteded Byproducts Polychlorodibenzodioxins (PCDDs) fino a 12 30 000 Polychlorodibenzofurans (PCDFs) PCBs HCB

Inquinati Organici Persistenti (POPs)

“Endocrine disruptors”: Interferiscono con il

sistema endocrino agendocome agonisti e

antagonisti

“Immnunotossici”Agiscono direttamente o indirettamente sul l sistema

immunitario(inibizione, disregolazione)

Interferenza con il corretto funzionamentodel sistema riproduttivo

Interferenti Endocrini

Caserta et al 2011

Sostanze esogene o una miscela di sostanze, che altera la funzione del sistema endocrino, causando effetti dannosi sulla salute di un organismo, la sua progenie o subpopolazioni ’

Interferenti Endocrini

✓ Non hanno la stessa affinitàdegli ormoni endogeni per i recettori steroidei

✓ Sono necessarie concentrazioni100,000 volte maggiori per ottenere la stessa attività

✓ L’esposizione continua porta ad un bioaccumulo nella catena alimentare

✓ L’esposizione cronica puo’controbilanciare la bassaaffinità per i recettoristeroidei

✓ Un singolo contaminantepuo’ incidere su piu’ endpoints attraversoalterazioni geniche multiple

✓ Variazioni Genetiche opolimorfismi del DNA neidiversi individui per diversasensibilità

✓ Effetto sinergico per esposizione combinata a interferenti endocrinimultipli

“Timing”and intensità di esposizione

Specie

Suscettibilità individuale

Resistenza dell’ospite

Genere

Influenzano la cinetica e la tossicità delle sostanze chimiche

Mestruazioni

Gravidanza

Allattamento

Menopausa

Dip

arti

ment

o M

edic

ina

del Lav

oro

ASPETTI FISIOLOGICI CHE CONDIZIONANO L’ AZIONE TOSSICA

Distribuzione di tessuto adiposo

✓Irregolarità mestruali e menarca precoce

✓Infertilità, POF e PCOS

✓Gravidanza✓Esposizione in utero✓Effetti sulla prole

FTALATI

FTALATI

Le donne con endometriosi mostravano concentrazioniplasmatiche, significativamente maggiori di DEHP ripetto ai controlli.

35 casi e 24 controlli

FTALATI E BISFENOLO A

• Sei metaboliti degli ftalati (mBP, mCMHP, mECPP, mEHHP, mEOHP) significativamente aumentati nelle donne con endometriosi

Upson et al, Environmental Research, 2013

➢ Associazione inversa con mHEEP➢ Non correlazioni significative con gli

altri metaboliti degli ftalati ➢ Tuttavia sembra che comunque gli

ftalati possano modificare il rischio di malattie ormonodipendenti nelle donne

Buck louis et al; FertilSteril, 2013.

• NON associazione significativa tra la concentrazione totale nelle urine di BPA e l’endometriosi in generale.

• Associazione statisticamente significativa tra la concentrazione totale nelle urine di BPA e l’endometriosi pelvica non-ovarica,manon con l’endometriosi ovarica.

BISFENOLO A

Simonelli et al, Int Arch Occup Environ Health 2016

Upson et al, Human Reproduction, 2014

Non differenze significative della concentrazione di BPA nelle urine e nel liquido peritoneale in donne esposte per motivi professionali.

Bisfenolo A, Ftalati & Endometriosi

Associazione inversa tra MEHP urinarioe il rischio di endometriosi

Correlazione significativa con MEHP e ealcuni metaboliti di DEHP Nessuna correlazione con BPABuck Louis et al Fertil Steril . 2013

Case –control study: 143 cases and 287

population-based controls

Results: not significant association between urinary BPA and endometriosis

overall.

Significant associations with non-ovarian pelvic endometriosis but not in ovarian endometriosis.Upson et al, Hum Reprod. 2014

E’ stato suggerito che l’ esposizione a policlorinatodibenzo–p-diossina (PCDDs), dibenzofurano (PCDFs), bifenili (PCBs) e pesticidi clorinati possono aumentare ilrischio di endometriosi

INQUINANTI ORGANICI PERSISTENTI

Endometriosi nelle Scimmie Rhesus durante esposizione cronica a 2,3,7,8-tetracloro-p-

dibenzodiossina (TCDD)

✓ Nelle scimmie Rhesus, l’esposizione a TCDD è correlata con incidenza, progressione e severità dell’ endometriosi

✓ Elevati livelli di TCDD e altre diossine e PCBs sono stati trovati nel gruppo esposto dopo 13 anni

✓ Nel siero delle scimmie rhesus, esposte a TCDD, i livelli di PCDD, PCDF etc. sono simili alla concentrazione della popolazione umana generale.

Rier Et Al, 1993; 2000; 2001,2002

STUDY CHEMICALS DIAGNOSIS CASES CONTROLS AGEPARITY/BREAT

FEEDINGASSOCIATION

Gerhard, 1992Most abundant PCBs

GC-ECD

Laparoscopy 28 441 n.r. Mixed yes

Mayani, 19972,3,7,8-TCDD, GC-

ECD, GC/MS

Laparoscopy 44 35 27-40 ??? yes

Lebel, 1998Most abundant PCBs

GC-ECD

Laparoscopy 86 70 18-50 Mixed No

Pauwels, 2001 Dioxins, PCBs Laparoscopy 42 27 25-42 ??? No

Buck Louis, 2005 Some PCBs

GC-ECD

Laparoscopy 32 52 18-40 Mixed No

Heilier, 2005PCDDs/Fs, DL-PCBs

GC-HRMS

Laparoscopy 50 21 23-38 Mixed yes

Reddy, 2006 PCBs/phthalate esters Laparoscopy 85 135 30.6 Mixed yes

Porpora 2006PCBs Laparoscopy 40 40 18-40 no yes

Niskar, 2009 PCBs/DDE Laparoscopy

(only cases)

60 64 20-45 no No

Porpora 2009 PCBs/DDE/HCB Laparoscopy 80 78 18-40 no yes

Buck Luis, ENDO

STUDY 2012

PCBs/DDE/HCB Laparoscopy

in 473

204 396 Mixed yes(γ-HCH)

Upson 2013 DDE/DDT/HCB Laparoscopy

(only cases)

340 538 18-49 no yes

(HCB)

PCB 101 body burden for a woman having three children at age of 20, 22, 24

0

500

1000

1500

2000

2500

1st child 2nd child 3rd child

Alcock R. et al., Organohalogen Compounds 44, 1999

PCB 101 (pg/g, lipid based)

Studio su 340 donne nullipare in età riproduttiva

Studi su modelli animali: Effects of Dioxins and PCBs of

Surgical Induced-Endometriosis

Esposizione a composti organoalogenati come Fattore di Rischio per Endometriosi

ISS /Dept OB/GYN Università “Sapienza”

Studio Pilota: DIOXINS AND PCBS IN COUNTRIES WITH DIFFERENT PREVALENCE OF ENDOMETRIOSIS

(ISS- La Sapienza- Catholic University of Louvain- Bruxelles)

STUDIO CASO CONTROLLO su 160 Donne Italiane

Valutazione di fattori genetici di suscettibilità (polimorfismi di GSTs)

Valutazione degli effetti di POPs su alcune funzioni immunologiche

Levels of PCDDs/Fsin Human

Milk,

(Second round of WHO-coordinated exposure study, Environmental Health in Europe, No.3, 1996: EU-SCOOP Task

3.2.5, 2000)

In Belgio l’ incidenza di endometriosi è del 60-80% Nelle donne sintomatiche (Koninckx, 1994)

Le concentrazioni di PCDD nel latte materno sono tra le piu’ alte nelmondo

Obiettivo dello Studio: Valutare i livelli sierici di Diossina e PCBS nelle donne in Italia e in Belgio, alla corrente esposizione nella popolazione generale, come fattore di rischio per l’endometriosi.

Tipo di Studio: Studio pilota caso-controlloPazienti : 22 donne in Italia (Romane) e 22 donne in Belgio nullipare ,

assortite per età e abitudini alimentari, con e senza dimostrazione laparoscopica e istologica di endometriosi.

De Felip; MG Porpora et al; Toxicol Lett. 2004

0

5

10

15

20

25

30

TEQ

(mean)

I t alian

Cases

I talian

cont rols

Belgian

cases

Belgian

cont rols

PCDDs+PCDFs Non- ortho PCBs Mono- ortho PCBs

Toxic equivalent concentration (TEQs) express the toxicological “power”.

P=0.03

Policlorobifenili (PCBs) N = 209

Diossino_simili PCBsN = 12

(attività tossicologica diossino-simile attraverso il legame con ArH: attività immunotossica, dirompente attività

endocrina, cancerogenicità)

Non diossino_simili PCBsN = 197

(Alcuni meccanismi d’azione: tossicità dello sviluppo neurologico, dirompente

attività endocrina, tossicità riproduttiva)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

ng/g

, lip

id b

ase

Congeners

Cases

Controls

Controls Cases

Dioxin-like PCBs: #118, 156 e 167Non dioxin-like PCBs: #138, 153, 170, 180HCBp,p’ DDE

Porpora MG et al. Environ Health Perspect 117:1070–1075 (2009)

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

cases controls

340 Donne Italiane , con diagnosi laparoscopica e conferma istologica della presenza (181) o dell’assenza (controls, 162) di endometriosi.

Polimorfismi genetici possono influenzare l’effettodell’esposizione tossica ambientale

• DL- PCBs promuove lo sviluppo di endometriosi sia in vivo che in vitro • CB126 agisce migliorando la biosintesi di E2 e la risposta infiammatoria

mediata da AhR

Arch Toxicol 2016

Quaranta MG, Porpora MG, et al. Life Sciences 79 (2006)

➢Analisi della funzionalità immunitaria di donne con endometriosi edelevati livelli ematici di PCBs e p,p-DDE comparata con un gruppocontrollo.

➢Analisi del possibile effetto in vitro del p, p-DDE, PCBs, e un mix di sostanze su alcune funzioni immunologiche

Risultati

MEAN (DS) P value

Cases Controls

p,p′-DDE 770 (550) 310 (140) 0.021

PCB 118 31 (9.2) 12 (4.4) 0.00003

PCB 138 83 (42) 42 (18) 0.012

PCB 153 170 (86) 72 (28) 0.0054

PCB 180 50 (21) 31 (20) 0.071

ΣPCBs 330 (130) 160 (66) 0.0022

(p<0.05)

➢Ridotta attività citotossica delle NK (measured against K562 target cells at different E/T ratio)

OBIETTIVI DELLO STUDIO

➢Nessuna differenza tra casi e controlli sulla risposta proliferativa e sulla produzione di immunoglobuline

p<0.05

(A) Effect of in vitro 118, 138, 153, and 180 PCB congeners, p,p-DDE and MIX exposure on the PHA-inducedproliferative response of normal human PBMC.(B) Effect of in vitro 118, 138, 153, and 180 PCB congeners, p,p-DDE and MIX exposure on NK-cell-mediatedcytotoxic activity.

Smarr et al, Fertil Steril 2016

Smarr et al, Fertil Steril 2016

Possibile relazione tra molte classi di EDCs e endometriosi, nessuna evidenza sostiene un rischio per bisfenolo A o PBDEs.

Effetti dell’esposizione ambientale Prenatale sullo Sviluppo di Endometriosi nella Prole Femminile

Wei et al 2016

• L’esposizione in utero a TCDD/ PCBs/ BPA causa endometriosi in topi e ratti • La presenza di foci endometriali ectopici in alcuni embrioni suggerisce la

possibilità di sviluppo di endometriosi nell’età adulta condizionata da fattori genetici, ormonali e/o ambientali

➢ Tossici ambientali sembrano esserecoinvolti nello sviluppo e nella gravità dell’endometriosi

➢ Vi sono evidenze sul ruolo di POPse di alcuni tossici non persistenti

➢ Fattori genetici possono essere responsabili per la diversa suscettibilità individuale

➢ Interazione gene-ambiente

➢ Meccanismi d’azione ancora poco chiari

➢ Effetti di esposizione simultanea a piu’ POPs ( effetto additivo, sinergismo and potenziazione, antagonismo)

➢ Tempo e intensità di esposizione (bambino- adulto)

➢ Effetto dell’esposizione intrauterina

➢ Necessità di ulteriori studi