Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2025.

Bibliography: pages 111-134.

Endometriosis is characterized by the growth of endometrial-like tissue outside the uterine cavity, leading to ovarian endometriomas in some patients. Despite its clinical significance, the molecular mechanisms driving the pathogenesis of ovarian endometriomas remain poorly understood. MicroRNAs (miRNAs) have emerged as key regulators in various diseases, including endometriosis, by modulating gene expression. This study aimed to investigate the differential expression of miRNAs and gene targets in ovarian endometriomas compared to eutopic endometrial tissues to uncover potential biomarkers and therapeutic targets. Additionally, we explored the expression of proteoglycan family genes to better understand the molecular alterations in ovarian endometriomas. Biopsies of eutopic endometrium and ovarian endometriomas were obtained from patients, with the presence of characteristic histological features confirming endometriotic cysts. Quantitative polymerase chain reaction (qPCR) was employed to evaluate the expression of 29 selected miRNAs in pooled samples of ovarian endometriomas (n=10) and eutopic endometrium (n=8), and the highly dysregulated miRNA being validated individually in ovarian endometriomas (n=14) compared to eutopic endometrium (n=8). In addition, we analyzed the expression of proteoglycan family genes (ACAN, LUM, HSPG2, and SDCBP ) and the EMT-related gene KDM5B. Expression data were validated using the EndometDB online database, and the predicted targets of miR-21-5p were examined through gene ontology (GO) analysis, KEGG pathway analysis, and protein-protein interaction (PPI) network analysis. Our findings revealed a distinct miRNA expression pattern between ovarian endometriomas and eutopic endometrial tissues. Several miRNAs, including miR-21-5p, miR-200b-3p, and miR-let7a-5p, were upregulated in ovarian endometriomas. Notably, miR-21-5p was significantly upregulated (2-fold change, P < 0.05) in ovarian endometriomas compared to eutopic endometrial tissue. Further validation revealed the downregulation of proteoglycan genes, particularly LUM, which showed a significant reduction in expression (-0.75-fold, P<0.05) in ovarian endometriomas. Gene expression data were corroborated with findings from the EndometDB database, confirming the downregulation of LUM. Bioinformatic analysis of miR-21-5p targets suggested that LUM might be regulated by miR-21-5p, which was further supported by the prediction that miR-21-5p modulates key biological pathways related to inflammation, fibrosis, and cell proliferation, such as MAPK, PI3K-Akt, and TGF-β signaling. PPI network analysis identified key protein interactions within miR-21-5p target genes, linking LUM to proteins involved in extracellular matrix remodeling and immune response, potentially influencing the pathogenesis of ovarian endometriomas. This study provides novel insights into the molecular underpinnings of ovarian endometriomas, highlighting the dysregulation of specific miRNAs and proteoglycan genes. The significant upregulation of miR-21-5p and downregulation of LUM in ovarian endometriomas suggest that these molecular changes contribute to the altered tissue microenvironment and pathophysiology of endometriosis. miR-21-5p may regulate the expression of LUM and other target genes involved in ECM remodeling, inflammation, and fibrosis, offering new opportunities for therapeutic intervention.

يتميز مرض بطانة الرحم المهاجرة بنمو نسيج مشابه للأنسجة البطانية خارج تجويف الرحم، مما يؤدي إلى تكوّن أكياس دموية مبيضية في بعض المرضى. وعلى الرغم من الأهمية السريرية لهذا المرض، فإن الآليات الجزيئية التي تدفع نشوء الأكياس المبيضية المهاجرة لا تزال غير مفهومة بشكل كامل. وقد ظهرت الجزيئات الصغيرة (الحمض النووى الريبوزى الميكروى) كعوامل تنظيمية رئيسية في العديد من الأمراض، بما في ذلك بطانة الرحم المهاجرة، من خلال تعديل التعبير الجيني. تهدف هذه الدراسة إلى التحقيق في التعبير التفاضلي للميكرورنا والجينات المستهدفة في الأكياس المبيضية المهاجرة مقارنة مع الأنسجة البطانية الرحمية الطبيعية لكشف المؤشرات الحيوية المحتملة والأهداف العلاجية. كما استكشفنا التعبير عن جينات عائلة البروتيوغليكان لفهم التغيرات الجزيئية في الأكياس المبيضية المهاجرة بشكل أفضل. تم الحصول على عينات من الأنسجة البطانية الرحمية الطبيعية والأكياس المبيضية المهاجرة من المرضى، مع تأكيد وجود الخصائص النسيجية المميزة التي تشير إلى وجود الأكياس المهاجرة. تم استخدام تقنية التفاعل البوليميري المتسلسل الكمي (qPCR) لتقييم التعبير عن 29 من الحمض النووى الريبوزى الميكروى المختارة في عينات مجمعة من الأكياس المبيضية المهاجرة (عدد العينات = 10) والأنسجة البطانية الرحمية الطبيعية (عدد العينات = 8)، وتم التحقق من الحمض النووى الريبوزى الميكروى الأكثر تباينًا بشكل فردي في الأكياس المبيضية المهاجرة (عدد العينات = 14) مقارنة بالأنسجة البطانية الرحمية الطبيعية (عدد العينات = 8). بالإضافة إلى ذلك، تم تحليل التعبير عن جينات عائلة البروتيوغليكان (ACAN، LUM، HSPG2، SDCBP) وجين مرتبط بظاهرة التحول الظهاري الحليمي (EMT) وهو KDM5B. تم التحقق من بيانات التعبير باستخدام قاعدة البيانات عبر الإنترنت EndometDB، كما تم فحص الأهداف المتوقعة للميكرورنا-21-5p من خلال تحليل الارتباط الجيني (GO)، وتحليل مسار كيوجي (KEGG)، وتحليل شبكة التفاعل بين البروتينات (PPI). أظهرت نتائجنا نمطًا مميزًا للتعبير عن الحمض النووى الريبوزى الميكروى بين الأكياس المبيضية المهاجرة والأنسجة البطانية الرحمية الطبيعية. تم ملاحظة أن عدة ميكرورنا، بما في ذلك miR-21-5p، وmiR-200b-3p، وmiR-let7a-5p، كانت مرتفعة في الأكياس المبيضية المهاجرة. بشكل خاص، لوحظ أن miR-21-5p كان مرتفعًا بشكل كبير (تغير بمقدار مرتين، P < 0.05) في الأكياس المبيضية المهاجرة مقارنة بالأنسجة البطانية الرحمية الطبيعية. وأكدت عملية التحقق اللاحقة انخفاض التعبير عن جينات البروتيوغليكان، وخاصة LUM، التي أظهرت انخفاضًا كبيرًا في التعبير (-0.75-fold، P<0.05) في الأكياس المبيضية المهاجرة. تم تأكيد بيانات التعبير الجيني باستخدام قاعدة البيانات EndometDB، مما أكد انخفاض التعبير عن LUM. أشار التحليل البيوانفورماتيكي لأهداف miR-21-5p إلى أن LUM قد يتم تنظيمه بواسطة miR-21-5p، وهو ما تم تأكيده أيضًا من خلال التنبؤ بأن miR-21-5p ينظم المسارات البيولوجية الرئيسية المتعلقة بالالتهاب والتليف وتكاثر الخلايا، مثل مسارات MAPK، PI3K-Akt، وTGF-β. كما حدد تحليل شبكة التفاعل بين البروتينات (PPI) التفاعلات البروتينية الرئيسية ضمن جينات أهداف miR-21-5p، مما ربط LUM بالبروتينات المشاركة في إعادة تشكيل النسيج البين خلوى الخارجى واستجابة المناعة، مما قد يؤثر على نشوء الأكياس المبيضية المهاجرة. تقدم هذه الدراسة رؤى جديدة في الأسس الجزيئية للأكياس المبيضية المهاجرة، مسلطة الضوء على التغيرات في التعبير عن بعض الحمض النووى الريبوزى الميكروى وجينات البروتيوغليكان. تشير الزيادة الكبيرة في miR-21-5p وانخفاض التعبير عن LUM في الأكياس المبيضية المهاجرة إلى أن هذه التغيرات الجزيئية تساهم في التغيرات في البيئة النسيجية المرضية وعلم الأمراض الخاص بالبطانة المهاجرة. قد يقوم miR-21-5p بتنظيم التعبير عن LUM وجينات أخرى تستهدف إعادة تشكيل النسيج البين خلوى الخارجي والالتهاب، والتليف، مما يوفر فرصًا جديدة للتدخل العلاج

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.