Microbioma intestinale in pazienti con sindrome dell'ovaio policistico

- Background scientifico

L'infertilità è un grave problema di salute che colpisce fino al 15% delle coppie sposate. Circa la metà di questi casi è attribuibile a fattori femminili, tra i quali l'anovulazione è la causa principale. Circa il 5% di tutte le donne in età riproduttiva sono anovulatorie a causa della sindrome dell'ovaio policistico (PCOS). Oltre al suo effetto sulla fertilità, la PCOS causa gravi problemi di salute ed estetici e influisce in modo significativo sulla qualità della vita delle donne. La PCOS è associata a morbilità cardiovascolare e diabete mellito di tipo 2, ma non è chiaro se questi siano causati dalla disfunzione ovarica o derivino da un comune denominatore.

• PCOS
• Il quadro clinico:

La sindrome dell'ovaio policistico consiste in anovulazione, acne, irsutismo (derivante da iperandrogenismo) e inversione del rapporto tra LH e FSH sierico. Un'ampia percentuale di donne con PCOS è in sovrappeso e una percentuale significativa di donne con PCOS ha una ridotta sensibilità periferica all'insulina. La causa diretta di questa insulino-resistenza è ancora enigmatica. Tutte queste caratteristiche collocano le donne con PCOS come un gruppo di pazienti legate alla sindrome metabolica. Baranova et al. (2011) hanno addirittura affermato che "sembra opportuno considerare la sindrome dell'ovaio policistico come la manifestazione ovarica della sindrome metabolica".

- Genetica

Non tutte le donne con PCOS hanno parenti affetti, ma i cluster familiari sono comuni e i fratelli di donne con PCOS hanno livelli sierici elevati dell'androgeno deidroepiandrosterone solfato. L'eventuale espressione clinica della PCOS deriva non solo dalla predisposizione genetica ma anche da fattori nutrizionali. Studi familiari che utilizzano diversi approcci di analisi hanno suggerito fino a 40 geni candidati, possibilmente responsabili della sindrome. Tra questi c'erano i geni delle vie steroidogeniche, le vie di trasduzione del segnale dei recettori delle gonadotropine, la via di trasduzione del segnale dell'insulina e le vie di trasduzione del segnale del fattore di crescita. Fatta eccezione per alcune associazioni di polimorfismo nel CYP11 con iperandrogenismo, nessuno di questi geni candidati è stato definitivamente associato alla PCOS. Il modello di ereditarietà della PCOS non è chiaro, alcune evidenze favoriscono la modalità autosomica dominante mentre altre non la supportano. Recentemente è stato dimostrato che il polimorfismo della metionina 196 arginina nell'esone 6 del gene del recettore 2 del TNF (676 T-->G) è associato all'iperandrogenismo e alla PCOS, ma il genotipo non ha influenzato alcuna variabile clinica o biochimica correlata all'iperandrogenismo o alla sensibilità all'insulina e non era associato all'obesità. È stato anche suggerito un ruolo del gene Calpain 10 nella suscettibilità della PCOS, così come quello di una variante del recettore LH.

Anche il gene che lega gli ormoni sessuali ha mostrato risultati promettenti ma delusi. La modalità di inattivazione del cromosoma X sembra essere associata al rischio di discordanza delle sorelle con PCOD, ma nessun gene specifico è implicato a questo riguardo. Come per molti disturbi complessi, l'ereditabilità della sindrome dell'ovaio policistico è sfuggita ai ricercatori. Sebbene gli studi sull'aggregazione familiare abbiano dimostrato chiaramente una componente genetica della sindrome, i semplici modelli mendeliani non ne caratterizzano la modalità di ereditarietà. Invece, più loci e modifiche epigenetiche possono svolgere un ruolo nel fenotipo. L'approccio del gene candidato si basa su metodi statistici e tecnologici migliorati per analizzare potenziali geni basati sulla plausibilità biologica. I percorsi che influenzano la steroidogenesi, l'insulino-resistenza, la funzione delle gonadotropine e l'obesità forniscono potenziali geni per l'indagine. Ostacoli come la variabilità fenotipica, la mancanza di un fenotipo maschile, molteplici tentativi di analisi e piccole dimensioni del campione ostacolano questi sforzi. L'analisi dell'intero genoma è diventata il gold standard per la delucidazione del background genetico di molte malattie. L'analisi più recente e completa di PCOD rispetto ai controlli è stata condotta da Chen et al (2011) e sono stati definiti alcuni gens candidati, ma una comprensione meccanicistica della possibile causalità è ancora lontana.

• Microbiota intestinale
• Generale:

L'era post genomica ha portato a diversi progressi nella nostra comprensione della fisiologia umana. Uno dei più importanti è la consapevolezza che il nostro tratto alimentare ospita 100 volte più cellule viventi (batteriche) rispetto al nostro stesso corpo. Questa scoperta è stata resa possibile dalla capacità di definire la presenza di un ceppo batterico dalla sua firma del DNA, senza la necessità di coltivarlo. Inoltre, la definizione di questi ceppi consente la loro allocazione nelle principali divisioni tassonomiche, consentendo a sua volta ciò che viene legittimamente chiamato "profiling" della diversità della popolazione batterica intestinale. Così è stato coniato un nuovo termine "microbiota" per designare la popolazione totale dei nostri microbi intestinali. Inoltre, ora è anche possibile definire la presenza di specifici enzimi e famiglie di enzimi nel microbiota intestinale, consentendo a sua volta un quadro della capacità metabolica microbica intestinale complessiva. È di grande interesse ora caratterizzare i diversi profili tassonomici e metabolici, in quanto riguardano specifiche patologie umane e stati fisiologici.

Una volta caratterizzato il profilo del microbiota associato a una specifica patologia umana, sorge una domanda chiave su quale sia l'uovo e quale la gallina. Vale a dire, qual è la causa, lo stato patologico o il microbiota che si è dimostrato associato ad esso? Su diverse questioni studi recenti hanno dimostrato che il microbiota è molto probabilmente causale, poiché il trapianto sperimentale di microbiota nei topi ha portato allo sviluppo di uno stato che ricordava la malattia umana. Tuttavia, le differenze tra i microbioti delle popolazioni umane in varie località del mondo aumentano la probabile possibilità che l'etnia, la dieta e altri fattori ambientali abbiano un effetto significativo sul microbiota intestinale. Tutto sommato, lo studio dell'associazione del microbiota intestinale con molte condizioni umane potrebbe rivelare importanti argomenti di interesse, soprattutto verso la possibile comprensione della causalità e suggerimenti su future misure correttive.

- Donne

Le donne attraversano diverse importanti transizioni fisiologiche durante la loro vita. La prima è la pubertà, seguita dal concepimento e dalla gravidanza, di solito più di una volta nella vita, e l'ultima è la menopausa. È probabile che questi siano associati a cambiamenti dinamici nel microbiota intestinale, poiché uno studio pionieristico ha recentemente dimostrato che il microbiota intestinale delle donne in gravidanza è profondamente alterato rispetto a quello delle donne non gravide. Inoltre, poiché si stanno accumulando evidenze riguardanti specifiche alterazioni del microbiota intestinale in diversi stati morbosi, è probabile che le patologie della donna, come l'infertilità anovulatoria associata a PCOS, possano essere associate a specifiche alterazioni nel profilo del microbiota intestinale.

Naturalmente, la questione "uovo contro gallina" è importante se si troveranno differenze tra donne anovulatorie e ovulatorie e dovrebbe essere affrontata quasi all'inizio.

- Obiettivo generale dello studio Esiste una differenza nella popolazione microbica intestinale tra donne ovulatorie normali e donne che soffrono di PCOS e, se esiste, qual è il suo ruolo nella causa della sindrome?

Obiettivi specifici

• C'è una differenza nel profilo della popolazione microbica tra le donne con PCOS e le donne ovulatorie normali?
• Una dieta povera di carboidrati e l'attività fisica possono indurre un cambiamento nella popolazione microbica intestinale delle donne con PCOS?

Disegno dettagliato dello studio Obiettivo specifico I: esiste una differenza nel profilo della popolazione microbica tra le donne con PCOS e le donne con ovulazione normale? Un gruppo di 30 donne a cui verrà diagnosticata la PCOS secondo i criteri di consenso standard di Rotterdam e 30 donne ovulatorie normali forniranno campioni di feci durante i 3-5 giorni iniziali del loro sanguinamento mestruale. L'ormone sierico e il profilo metabolico saranno ottenuti in concomitanza.

I campioni saranno sottoposti a sequenziamento del DNA nei laboratori GGA (Prof. Dani Bercovich), utilizzando la tecnica descritta precedentemente in. I set di dati risultanti saranno analizzati nel laboratorio del Dr. Omry Koren, della Facoltà di Medicina del Galil, utilizzando il metodo da lui utilizzato in precedenza.

Avvertenze e potenziali insidie ​​È possibile che la microbica intestinale dei due gruppi non mostri né una differenza tassonomica né una differenza nel presunto profilo degli enzimi metabolici. Tuttavia, assumiamo che almeno uno di questi due rami produrrà un prodotto positivo, poiché l'ovaio policistico condivide i caratteri con la sindrome metabolica, ampiamente documentata per rappresentare un profilo distinto della popolazione microbica rispetto agli individui sani.

Obiettivo specifico II: una dieta povera di carboidrati e l'attività fisica possono indurre un cambiamento nella popolazione microbica intestinale delle donne con PCOS? È noto da molti anni che un cambiamento nella dieta influisce favorevolmente sulla funzione ovulatoria delle pazienti con PCOS, oltre ad alleviare alcuni dei problemi estetici associati. Più significativamente, è l'elemento di carboidrati di questa dieta che è fondamentale per questo cambiamento, insieme all'aggiunta dell'attività fisica. Prescriveremo al gruppo di studio una dieta povera di carboidrati (tabella allegata) e un programma di attività fisica concomitante (45 minuti di camminata veloce, 4-5 volte a settimana). Dopo due mesi di questo cambiamento di stile di vita ripeteremo il profilo ormonale e metabolico, oltre a ottenere un secondo campione di feci. Un interesse secondario sarebbe esaminare se esiste una differenza nel microbioma tra le donne che riuscirebbero nella dieta e quelle che non lo farebbero, sia nel profilo iniziale della popolazione batterica che in quello che risulterà dalla dieta.