Studio della variazione nel tempo nel microbioma orale

Il Progetto Microbioma Umano (HMP), avviato nel 2008, mirava a caratterizzare le comunità microbiche sulla pelle, nelle cavità orale e nasale, e nei tratti gastrointestinale e urogenitale. Questo progetto ha descritto in modo trasversale le comunità microbiche in una popolazione umana sana, ma non ha descritto adeguatamente la stabilità longitudinale. Dei 236 adulti inclusi nell'HMP, un secondo campione di saliva è stato raccolto su un piccolo sottogruppo (N=74) con un lungo intervallo tra le raccolte, una media di 203 giorni. La somiglianza comunitaria è stata calcolata tra due visite; per i campioni di saliva, la correlazione di Spearman era alta (rs=0,8). Tuttavia, non era chiaro quale metrica della comunità fosse utilizzata in modo simile per questo calcolo. Quando abbiamo ottenuto i dati HMP e calcolato la correlazione di Spearman per specifiche metriche di diversità nei campioni di saliva, le correlazioni erano più deboli e variavano rispettivamente da 0,225 a 0,524 per l'indice Shannon e l'albero PD. Altri studi con meno persone, ma più punti temporali, hanno avuto conclusioni contrastanti sulla variazione temporale del microbioma orale. Data questa variabilità, è fondamentale stabilire se una singola misurazione è rappresentativa della composizione tipica del microbiota in un sito specifico del corpo utilizzando più di due punti temporali.

Negli studi epidemiologici, è spesso poco pratico, se non impossibile, raccogliere campioni biologici o misurazioni più volte per ciascun partecipante durante il periodo di studio. Tuttavia, quando un campione biologico o una misurazione vengono prelevati una sola volta, si teme che la singola valutazione non sia rappresentativa del valore tipico. Ad esempio, i livelli sierici di 25(OH)D, utilizzati per valutare l'esposizione individuale alla vitamina D, presentano fluttuazioni stagionali, ma gli studi hanno stabilito che una singola misurazione è sufficientemente affidabile per rappresentare l'esposizione tipica. La correlazione tra i campioni nel tempo viene utilizzata anche per creare calcoli di potenza più accurati per studi futuri.

Poiché il lavoro precedente non ha affrontato adeguatamente la variazione temporale nel microbioma orale, proponiamo di: 1) stabilire una coorte di 40 adulti disposti a fornire campioni orali circa ogni due mesi per un anno; 2) elaborare tutti i campioni orali e valutare la presenza e la quantità di microbiota utilizzando il sequenziamento del gene dell'RNA ribosomiale 16S; 3) calcolare adeguate misure di affidabilità per il campione nel tempo utilizzando il coefficiente di correlazione intraclasse (ICC) per e <= metriche di diversità; e 4) valutare empiricamente l'efficienza di diversi disegni longitudinali che includono due o più raccolte di campioni con un risultato come l'indice di massa corporea (BMI). A causa della complessità e dell'elevata prevalenza del DNA umano nella saliva, le analisi metagenomiche dei campioni orali non sono ancora fattibili, tuttavia, i campioni ottenuti da questo studio saranno disponibili per l'uso in future analisi metagenomiche quando la tecnologia sarà resa operativa. L'attuale studio è essenziale per stabilire l'affidabilità di una singola misura del microbioma orale per determinare le dimensioni del campione appropriate per futuri studi di coorte considerando l'effetto del microbioma orale sul rischio di cancro e altri esiti di salute.