In vivo analysis of menstrual and non-menstrual tissue in murine endometriosis models

Abstract

Endometriosis is a common gynecological disorder where endometrial tissue grows outside the uterine cavity, causing pain, dysmenorrhea, and infertility. Current treatments, including pain management, ovarian suppression, and surgery, often have high recurrence rates and side effects. Effective therapies with fewer side effects are urgently needed, making animal models crucial for research. Mouse models are increasingly used due to their low cost and genetic modification potential. However, since mice do not menstruate, endometriosis must be experimentally induced by transplanting uterine tissue. A novel model using syngeneic menstrual tissue has been developed to better replicate human endometriosis, but its comparison with non-menstrual tissue under controlled conditions has not been fully explored. This study compared the development of endometriotic lesions from menstrual and non-menstrual tissue fragments under identical experimental conditions. Tissue was transplanted into the peritoneal cavity and dorsal skinfold chambers of non-ovariectomized (non-ovx), ovariectomized (ovx), and ovariectomized with estrogen substitution (ovx+E2) mice. Lesion growth and vascularization were assessed using ultrasound, fluorescence microscopy, histology, and immunohistochemistry. In non-ovx mice, both tissue types showed similar growth. However, in ovx and ovx+E2 mice, lesions from menstrual tissue had slower growth and lower microvessel density compared to non-menstrual tissue. Menstrual tissue grafts also showed delayed vascularization and reduced blood perfusion. This is the first study to compare menstrual and non-menstrual tissue in the development of endometriosis in mice. The findings highlight key differences in growth and vascularization under hormonal manipulation, suggesting that both tissue types are viable models, but the choice should be tailored to specific research goals.

Endometriose ist eine häufige gynäkologische Erkrankung, bei der Endometriumgewebe außerhalb der Gebärmutterhöhle wächst, was zu Schmerzen, Dysmenorrhoe und Unfruchtbarkeit führt. Die aktuellen Behandlungsmöglichkeiten, einschließlich Schmerzmanagement, ovarielle Suppression und Chirurgie, haben häufig hohe Rückfallraten und Nebenwirkungen. Effektive Therapien mit weniger Nebenwirkungen sind dringend erforderlich, weshalb Tiermodelle für die Forschung von großer Bedeutung sind. Mausmodelle werden aufgrund ihrer niedrigen Kosten und der Möglichkeit zur genetischen Modifikation zunehmend eingesetzt. Da Mäuse jedoch nicht menstruieren, muss Endometriose experimentell durch das Transplantieren von Uterusgewebe induziert werden. Ein neu entwickeltes Modell, das syngenes Menstruationsgewebe verwendet, wurde entwickelt, um die menschliche Endometriose besser nachzubilden. Ein Vergleich mit nicht-menstruellem Gewebe unter kontrollierten Bedingungen wurde jedoch noch nicht vollständig untersucht. In dieser Studie wurde die Entwicklung von endometriotischen Läsionen aus menstruellen und nicht-menstruellen Gewebefragmenten unter identischen experimentellen Bedingungen verglichen. Gewebe wurde in die Peritonealhöhle und die Rückenhautkammern von nicht-ovariektomierten (non-ovx), ovariektomierten (ovx) und oovariektomierten, östrogensubstituierten Empfängertiere (ovx+E2) transplantiert. Das Wachstum und die Vaskularisierung der Läsionen wurden mit Ultraschall, Fluoreszenzmikroskopie, Histologie und Immunhistochemie untersucht. In nicht-ovx-Mäusen zeigten beide Gewebetypen ähnliches Wachstum. Bei ovx- und ovx+E2-Mäusen wuchsen Läsionen aus Menstruationsgewebe jedoch langsamer und wiesen eine geringere Mikrovaskulardichte auf als Läsionen aus nicht-menstruellem Gewebe. Menstruelle Gewebetransplantate zeigten auch eine verzögerte Vaskularisierung und reduzierte Blutzirkulation. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass dies die erste Arbeit ist, welche die Entwicklung von menstruellen und nicht-menstruellen Gewebefragmenten der Maus zu Endometrioseherden unter identischen experimentellen Bedingungen vergleicht. Die Ergebnisse heben wesentliche Unterschiede im Wachstum und in der Vaskularisierung unter exogener Östrogensubstitution hervor und zeigen, dass beide Gewebetypen geeignete Modelle sind, aber die Wahl je nach Forschungsziel angepasst werden sollte.