Mikrobiom jelitowy u pacjentów z zespołem policystycznych jajników

- Tło naukowe

Niepłodność to poważny problem zdrowotny, który dotyka nawet 15% par małżeńskich. Około połowę tych przypadków można przypisać czynnikom żeńskim, wśród których główną przyczyną jest brak owulacji. Około 5% wszystkich kobiet w wieku rozrodczym nie ma owulacji z powodu zespołu policystycznych jajników (PCOS). Oprócz wpływu na płodność, PCOS powoduje poważne problemy zdrowotne i kosmetyczne oraz znacząco wpływa na jakość życia kobiet. PCOS wiąże się z chorobowością sercowo-naczyniową i cukrzycą typu 2, ale nie jest jasne, czy są one spowodowane dysfunkcją jajników, czy wynikają ze wspólnego mianownika.

• PCOS
• Obraz kliniczny:

Zespół policystycznych jajników obejmuje brak owulacji, trądzik, hirsutyzm (wynikający z hiperandrogenizmu) i odwrócony stosunek LH do FSH w surowicy. Duży odsetek kobiet z PCOS ma nadwagę, a znaczny odsetek kobiet z PCOS ma zmniejszoną obwodową wrażliwość na insulinę. Bezpośrednia przyczyna insulinooporności jest nadal zagadkowa. Wszystkie te cechy stawiają kobiety z PCOS jako grupę pacjentek związanych z zespołem metabolicznym. Baranowa i in. (2011) stwierdzili nawet, że „wydaje się właściwe uznanie zespołu policystycznych jajników za jajnikową manifestację zespołu metabolicznego”.

- Genetyka

Nie wszystkie kobiety z PCOS mają krewnych dotkniętych chorobą, ale klastry rodzinne są powszechne, a bracia kobiet z PCOS mają wysoki poziom siarczanu androgenu dehydroepiandrosteronu w surowicy. Ostateczna ekspresja kliniczna PCOS wynika nie tylko z predyspozycji genetycznych, ale również z czynników żywieniowych. Badania rodzinne z wykorzystaniem kilku podejść analitycznych sugerowały do ​​40 genów kandydujących, prawdopodobnie odpowiedzialnych za zespół. Wśród nich były geny ze szlaków steroidogenezy, szlaków transdukcji sygnału receptorów gonadotropin, szlaku transdukcji sygnału insuliny i szlaków transdukcji sygnału czynnika wzrostu. Z wyjątkiem pewnego związku polimorfizmu w CYP11 z hiperandrogenizmem, żaden z tych genów kandydujących nie był ostatecznie związany z PCOS. Wzorzec dziedziczenia PCOS nie jest jasny, niektóre dowody przemawiają za autosomalnym trybem dominującym, podczas gdy inne go nie potwierdzają. Ostatnio wykazano, że polimorfizm metioniny 196 argininy w eksonie 6 genu receptora 2 TNF (676 T-->G) jest związany z hiperandrogenizmem i PCOS, ale genotyp nie wpływa na żadną zmienną kliniczną ani biochemiczną związaną z hiperandrogenizmem lub wrażliwością na insulinę i nie był związany z otyłością. Zasugerowano również rolę genu Calpain 10 w podatności na PCOS, podobnie jak wariantu receptora LH.

Gen wiążący hormony płciowe również okazał się obiecujący, ale rozczarowany. Wydaje się, że sposób inaktywacji chromosomu X jest związany z ryzykiem niezgodności sióstr z PCOD, ale żadne konkretne geny nie są w tym względzie zaangażowane. Podobnie jak w przypadku wielu złożonych zaburzeń, dziedziczność zespołu policystycznych jajników wymykała się badaczom. Chociaż badania agregacji rodzinnej wyraźnie wykazały genetyczny składnik tego zespołu, proste modele mendlowskie nie charakteryzują sposobu jego dziedziczenia. Zamiast tego, wiele loci i modyfikacja epigenetyczna mogą odgrywać rolę w fenotypie. Podejście do genów kandydujących opiera się na ulepszonych metodach statystycznych i technologicznych do analizy potencjalnych genów w oparciu o wiarygodność biologiczną. Ścieżki wpływające na steroidogenezę, insulinooporność, funkcję gonadotropin i otyłość dostarczają potencjalnych genów do badań. Przeszkody, takie jak zmienność fenotypowa, brak męskiego fenotypu, wielokrotne próby analizy i małe rozmiary próbek, utrudniają te wysiłki. Analiza całego genomu stała się złotym standardem w wyjaśnianiu podłoża genetycznego wielu chorób. Najnowsza i wszechstronna taka analiza PCOD w porównaniu z kontrolą została przeprowadzona przez Chen i wsp. (2011) i zdefiniowano kilka genów kandydujących, ale mechanistyczne zrozumienie możliwej przyczynowości jest wciąż daleko.

• Mikrobiota jelitowa
• Ogólny:

Era postgenomiczna doprowadziła do kilku przełomów w naszym rozumieniu fizjologii człowieka. Jednym z ważniejszych jest uświadomienie sobie, że nasz przewód pokarmowy zawiera 100 razy więcej żywych (bakteryjnych) komórek niż nasz własny organizm. Odkrycie to było możliwe dzięki możliwości określenia obecności szczepu bakteryjnego na podstawie jego sygnatury DNA, bez konieczności jego hodowli. Ponadto definicja tych szczepów pozwala na ich przypisanie do głównych podziałów taksonomicznych, co z kolei umożliwia to, co jest zasadnie nazywane „profilowaniem” różnorodności populacji bakterii jelitowych. W ten sposób ukuto nowy termin „mikrobiota”, aby określić całkowitą populację naszych mikroorganizmów jelitowych. Ponadto możliwe jest teraz określenie obecności określonych enzymów i rodzin enzymów w mikroflorze jelitowej, co z kolei umożliwia zarys ogólnej zdolności metabolicznej drobnoustrojów jelitowych. Obecnie bardzo interesujące jest scharakteryzowanie różnych profili taksonomicznych i metabolicznych, ponieważ odnoszą się one do określonych patologii i stanów fizjologicznych człowieka.

Po scharakteryzowaniu profilu mikrobiomu, który jest związany z określoną patologią człowieka, pojawia się kluczowe pytanie, które jest jajkiem, a które kurą. Mianowicie, co jest przyczyną, stan patologiczny czy mikrobiom, który, jak wykazano, jest z nim związany? W kilku kwestiach ostatnie badania dowiodły, że mikrobiom jest najprawdopodobniej sprawczy, ponieważ eksperymentalne przeszczepienie mikrobiomu myszom doprowadziło do rozwoju stanu przypominającego ludzką chorobę. Jednak różnice między mikroflorą populacji ludzkich w różnych lokalizacjach na całym świecie stwarzają prawdopodobieństwo, że pochodzenie etniczne, dieta i inne czynniki środowiskowe mają znaczący wpływ na mikroflorę jelitową. Podsumowując, badanie związku mikroflory jelitowej z wieloma chorobami u ludzi może ujawnić główne tematy zainteresowania, głównie w kierunku możliwego zrozumienia przyczynowości, a także sugestie dotyczące przyszłych środków naprawczych.

- Kobiety

Kobiety przechodzą przez kilka ważnych przemian fizjologicznych w ciągu swojego życia. Pierwszym jest okres dojrzewania, po którym następuje poczęcie i ciąża, zwykle więcej niż raz w życiu, a ostatnim jest menopauza. Jest prawdopodobne, że byłyby one związane z dynamicznymi zmianami mikroflory jelitowej, ponieważ pionierskie badanie wykazało niedawno, że mikroflora jelitowa kobiet w ciąży jest głęboko zmieniona w porównaniu z kobietami niebędącymi w ciąży. Ponadto, ponieważ gromadzone są dowody dotyczące specyficznych zmian mikroflory jelitowej w kilku stanach chorobowych, prawdopodobne jest, że patologie kobiet, takie jak niepłodność związana z brakiem owulacji związana z PCOS, mogą być związane ze specyficznymi zmianami w profilu mikroflory jelitowej.

Naturalnie pytanie „jajko vs. kura” ma znaczenie, jeśli zostaną znalezione różnice między kobietami bezowulacyjnymi i owulującymi, i powinno zostać rozwiązane prawie na samym początku.

- Ogólny cel badania Czy istnieje różnica w populacji drobnoustrojów jelitowych między kobietami z prawidłową owulacją a kobietami cierpiącymi na PCOS, a jeśli tak, to jaka jest jej rola w powstawaniu zespołu?

Konkretne cele

• Czy istnieje różnica w profilu populacji drobnoustrojów między kobietami z PCOS a kobietami z normalną owulacją?
• Czy dieta uboga w węglowodany i aktywność fizyczna mogą wywołać zmianę w populacji drobnoustrojów jelitowych kobiet z PCOS?

Szczegółowy projekt badania Cel szczegółowy I: Czy istnieje różnica w profilu populacji drobnoustrojów między kobietami z PCOS a kobietami z normalną owulacją? Grupa 30 kobiet, u których zostanie zdiagnozowany PCOS na podstawie standardowych kryteriów konsensusu rotterdamskiego, oraz 30 kobiet z normalną owulacją, dostarczy próbki kału podczas pierwszych 3-5 dni krwawienia miesiączkowego. Hormon w surowicy i profil metaboliczny zostaną uzyskane jednocześnie.

Próbki zostaną poddane sekwencjonowaniu DNA w laboratoriach GGA (prof. Dani Bercovich), stosując technikę opisaną wcześniej w. Uzyskane w ten sposób zbiory danych zostaną przeanalizowane w laboratorium dr Omry'ego Korena z Wydziału Lekarskiego w Galil, przy użyciu metody stosowanej wcześniej.

Zastrzeżenia i potencjalne pułapki Jest możliwe, że mikrobita jelitowa obu grup nie wykaże ani różnicy taksonomicznej, ani różnicy w przypuszczalnym profilu enzymów metabolicznych. Niemniej jednak zakładamy, że co najmniej jedno z tych dwóch ramion da pozytywny produkt, ponieważ policystyczny jajnik ma wspólne cechy z zespołem metabolicznym, obszernie udokumentowanym, aby przedstawiać odrębny profil populacji drobnoustrojów w porównaniu ze zdrowymi osobami.

Cel szczegółowy II: Czy dieta uboga w węglowodany i aktywność fizyczna mogą wywołać zmianę w populacji drobnoustrojów jelitowych kobiet z PCOS? Od wielu lat wiadomo, że zmiana diety korzystnie wpływa na czynność owulacyjną pacjentek z PCOS, a także łagodzi niektóre związane z tym problemy kosmetyczne. Co najważniejsze, to element węglowodanowy tej diety ma kluczowe znaczenie dla tej zmiany, wraz z dodatkiem aktywności fizycznej. Grupie badanej przepiszemy dietę ubogą w węglowodany (tabela w załączeniu) i towarzyszący jej program aktywności fizycznej (45 minut szybkiego marszu, 4-5 razy w tygodniu). Po dwóch miesiącach tej zmiany trybu życia powtórzymy profil hormonalny i metaboliczny oraz pobierzemy drugą próbkę kału. Wtórnym zainteresowaniem byłoby zbadanie, czy istnieje różnica w mikrobiomie między kobietami, które odniosłyby sukces w diecie, a tymi, którym się to nie udało, czy to w początkowym profilu populacji bakteryjnej, czy w wyniku diety.