Pathogenetic features of immunological disorders in women with thyroid peroxidase antibodies presence and their effect on infertility treatment by in vitro fertilization (IVF)

Autoimmune thyroiditis (AIT) is the most common thyroid disease among women of fertile age. An increase of thyropercosidase antibodies (TPO-Ab) occupies one of the leading positions among other autoantibodies in patients with idiopathic infertility. Stimulation of superovulation in assisted reproductive technology (ART) programs leads to thyroid overstimulation, relative hypothyroxinemia and an increase of thyroid stimulating hormone (TSH) level in women with positive TPO-Ab carrier state, leading to a decrease in the reserve capacity of the thyroid affected by the autoimmune process. There is a large number of studies concerning the effect of autoimmune thyroid diseases on the infertility treatment outcomes in ART programs, but the results are contradictory. One of the hypotheses is that TPO-Ab affect the embryo implantation process in the uterus, based on an imbalance of cytokine production by T-helper type 1, 2, and 17, which are not easy to correct by classical hormone replacement therapy with levothyroxine. Nowadays, the immunological mechanisms of these disorders are not well investigated.

1. rosminzdrav.ru [интернет]. Министерство здравоохранения Российской Федерации, Департамент мониторинга, анализа и стратегического развития здравоохранения; ФГБУ «Центральный научно-исследовательский институт организации и информатизации здравоохранения» Минздрава России. Заболеваемость всего населения России в 2017 году. Статистические материалы [доступ от 26.08.2019]. [rosminzdrav.ru [internet]. Ministerstvo zdravookhraneniya Rossiiskoi Federatsii, Departament monitoringa, analiza i strategicheskogo razvitiya zdravookhraneniya; FGBU «Tsentral’nyi nauchno-issledovatel’skii institut organizatsii i informatizatsii zdravookhraneniya» Minzdrava Rossii. Zabolevaemost’ vsego naseleniya Rossii v 2017 godu. Statisticheskie materialy [cited 2019 Aug 26]. (In Rus.).] Доступ по ссылке: https://www.rosminzdrav.ru/ministry/61/22/stranitsa-979/statisticheskie-i-informatsionnye-materialy/statisticheskiy-sbornik-2017-god.

2. Перминова С.Г. Патология щитовидной железы у женщин с бесплодием // Клиническая и экспериментальная тиреоидология. – 2011. – Т.7. – №4. – С. 44–50. [Perminova SG. Thyroid dysfunction in infertile women. Clinical and experimental thyroidology. 2011;7(4):44–50. (In Rus.).]

3. Фадеев В.В. По материалам клинических рекомендаций по диагностике и лечению заболеваний щитовидной железы во время беременности и в послеродовом периоде Американской тиреоидной ассоциации // Клиническая и экспериментальная тиреоидология. – 2012. – Т.8. – №1. – С. 7–18. [Fadeyev VV. Guidelines of the American Thyroid Association for the diagnosis and management of thyroid disease during pregnancy and postpartum. Clinical and experimental thyroidology. 2012;8(1):7–18. (In Rus.).]

4. Melmed S, Polonsky K, Larsen P, et al. Williams textbook of endocrinology. 13th ed. Philadelphia, PA: Elsevier; 2015. 1936 p.

5. Гарднер Д., Шобек Д. Базисная эндокринология. / Пер. с англ. Мельниченко Г.А., Кондрор В.И., Старостина Е.Г. – М.: Бином; 2019. – 464 c. [Gardner DG, Shobeck D. Greenspan’s basic & clinical endocrinology. Translated from English by Mel’nichenko G.A., Kondror V.I., Starostin E.G. Moscow: Binom; 2019. 464 p. (In Rus.).]

6. Перминова С.Г. Бесплодие у женщин с заболеваниями щитовидной железы: принципы диагностики, тактика ведения // Акушерство и гинекология: новости, мнения, обучение. – 2013. – №2. – C. 18–24. [Perminova SG. Infertility in women with thyroid diseases: principles of diagnosis, management. Akusherstvo i ginekologiya: novosti, mneniya, obuchenie. 2013;2: 18–24. (In Rus.).]

7. Sammaritano L. Pregnancy in rheumatic disease patients. J Clin Rheumatol. 2013;19(5):259–266. doi: https://doi.org/10.1097/rhu.0b013e31829ce35f.

8. Guleria I, Sayegh M. Maternal acceptance of the fetus: true human tolerance. J Immunol. 2007;178(6):3345–3351. doi: 10.4049/jimmunol.178.6.3345.

9. Shi Y, Wang H, Su Z, et al. Differentiation imbalance of Th1/Th17 in peripheral blood mononuclear cells might contribute to pathogenesis of Hashimoto’s thyroiditis. Scand J Immunol. 2010;72(3):250–255. doi: https://doi.org/10.1111/j.1365-3083.2010.02425.x.

10. Saito S, Nakashima A, Ito M, Shima T. Clinical implication of recent advances in our understanding of IL-17 and reproductive immunology. Expert Rev Clin Immunol. 2011;7(5):649–657. doi: https://doi.org/10.1586/eci.11.49.

11. Alijotas-Reig J, Llurba E, Gris JM. Potentiating maternal immune tolerance in pregnancy: a new challenging role for regulatory T cells. Placenta. 2014;35(4):241–248. doi: https://doi.org/10.1016/j.placenta.2014.02.004.

12. Brown RS. Autoimmune thyroid disease: unlocking a complex puzzle. Curr Opin Pediatr. 2009;21(4):523–528. doi: https://doi.org/10.1097/mop.0b013e32832cf824.

13. Орлова М.М., Родионова Т.И. Провоспалительный цитокиновый сдвиг у пациенток с манифестным гипотиреозом // Дальневосточный медицинский журнал. – 2012. – №1. – C. 26. [Orlova ММ, Rodionova TI. The pro-inflammatory cytokines deviation in patients with clinical hypothyroidism. Dal’nevostochnyi meditsinskii zhurnal. 2012;1:26. (In Rus.).]

14. Turhan Iyidir O, Konca Degertekin C, Sonmez C, et al. The effect of thyroid autoimmunity on T-cell responses in early pregnancy. J Reprod Immunol. 2015;110:61–66. doi: 10.1016/j.jri.2015.04.002.

15. Krysiak R, Okopien B. The effect of levothyroxine and selenomethionine on lymphocyte and monocyte cytokine release in women with Hashimoto’s thyroiditis. J Clin Endocrinol Metab. 2011;96(7):2206–2215. doi: https://doi.org/10.1210/jc.2010-2986.

16. Guclu F, Ozmen B, Kirmaz C, et al. Down-regulation of the auto-aggressive processes in patients with hypothyroid Hashimoto’s thyroiditis following substitutive treatment with L-thyroxine. Eur Cytokine Netw. 2009;20(1):27–32.

17. doi: https://doi.org/10.1684/ecn.2009.0147.

18. Huang C, Liang P, Diao L, et al. Thyroid autoimmunity is associated with decreased cytotoxicity T cells in women with repeated implantation failure. Int J Environ Res Public Health. 2015; 12(9):10352–10361. doi: https://doi.org/10.3390/ijerph120910352.

19. Simopoulou M, Sfakianoudis K, Maziotis E, et al. The impact of autoantibodies on IVF treatment and outcome: a systematic review. Int J Mol Sci. 2019;20(4):e892. doi: 10.3390/ijms20040892.

20. Weghofer A, Himaya E, Kushnir V, et al. The impact of thyroid function on embryo quality for in vitro fertilization (IVF). Fertil Steril. 2013;100(3 Suppl):S333. doi: https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2013.07.916.

21. Шарфи Ю.Н. Цитокины и факторы роста как маркеры имплантационной способности эндометрия в циклах экстракорпорального оплодотворения (ЭКО) // Журнал акушерства и женских болезней. – 2013. – Т.62. – №4. – С. 88–96. [Sharfi YuN. Cytokines and growth factors as markers of endometrium implantation capacity in IVF. Journal of obstetrics and women’s diseases. 2013;62(4):88–96. (In Rus.).] doi: https://doi.org/10.17816/jowd62488-96.

22. Мотовилова Н.О., Коган И.Ю., Сысоев К.А. и др. Роль некоторых цитокинов в эффективности лечения бесплодия методом экстракорпорального оплодотворения // Медицинская иммунология. – 2012. – T.14. – №4–5. – C. 373–382. [Motovilova NO, Kogan IYu, Syssoev KA, et al. Impact of some cytokines to efficiency of infertility treatment by means of in vitro fertilization. Medical Immunology. 2012;14(4–5):373–382. (In Rus.).] doi: https://doi.org/ 10.15789/1563-0625-2012-4-5-373-382.

23. Дружинина А.С., Витязева И.И. Взаимосвязь уровней тиреотропного гормона, антител к тиреопероксидазе и эффективности лечения бесплодия методом экстракорпорального оплодотворения. / Сборник тезисов XXIX Ежегодной Международной конференции РАРЧ «Репродуктивные технологии сегодня и завтра»; Ростов-на-Дону, 4–7 cентября 2019 г. – Ростов-на-Дону; 2019. [Druzhinina AS, Vityazeva II. Vzaimosvyaz’ urovnei tireotropnogo gormona, antitel k tireoperoksidaze i effektivnosti lecheniya besplodiya metodom ekstrakorporal’nogo oplodotvoreniya. In: Proceedings of XXIX Annual International Conference RARCh «Reproduktivnye tekhnologii segodnya i zavtra»; Rostov-on-Don, 4–7 September 2019. Rostov-on-Don; 2019. (In Rus.).]

24. Poppe K, Glinoer D, Tournaye H, et al. Assisted reproduction and thyroid autoimmunity: an unfortunate combination? J Clin Endocrinol Metab. 2003;88(9):4149–4152. doi: https://doi.org/10.1210/jc.2003-030268.

25. Negro R, Formoso G, Coppola L, et al. Euthyroid women with autoimmune disease undergoing assisted reproduction technologies: the role of autoimmunity and thyroid function. J Endocrinol Invest. 2007;30(1):3–8. doi: https://doi.org/10.1007/bf03347388.

26. Kutteh WH, Schoolcraft WB, Scott RT Jr. Antithyroid antibodies do not affect pregnancy outcome in women undergoing assisted reproduction. Hum Reprod. 1999;14(11):2886–2890. doi: https://doi.org/10.1093/humrep/14.11.2886.

27. Костарева О.С., Габдулхаков А.Г., Коляденко И.А. и др. Интерлейкин-17: функциональные и структурные особенности; использование в качестве терапевтической мишени // Успехи биологической химии. – 2019. – Т.59. – C. 393–418. [Kostareva OS, Gabdulkhakov AG, Kolyadenko IA, et al. Interleikin-17: funktsional’nye i strukturnye osobennosti; ispol’zovanie v kachestve terapevticheskoĭ misheni. Uspekhi biologicheskoiy khimii. 2019;59:393–418. (In Rus.).]

28. Fröhlich E, Wahl R. Thyroid autoimmunity: role of anti-thyroid antibodies in thyroid and extra-thyroidal diseases. Front Immunol. 2017;8:521. doi: 10.3389/fimmu.2017.00521.

29. Крылова Ю.С., Кветной И.М., Айламазян Э.К. Рецептивность эндометрия: молекулярные механизмы регуляции имплантации // Журнал акушерства и женских болезней. – 2013. – Т. 62. – №2. – С. 63–74. [Krylova YuS, Kvetnoy IM, Aylamazyan EK. Endometrial receptivity: the molecularmechanisms regulation of implantation. Journal of obstetrics and women’s diseases. 2013;62(2):63–74. (In Rus.).] doi: 10.17816/JOWD62263-74.