Estudo do microbioma no sémen em casos e controlos de infertilidade

Abstract

A infertilidade é uma condição comum que afeta cerca de 15% dos casais em idade reprodutiva, na qual os fatores masculinos, quer isoladamente ou em combinação com fatores femininos, desempenham um papel preponderante. Embora na maioria dos indivíduos a principal causa subjacente a esta patologia ainda é considerada como idiopática, é atribuído às infeções agudas e crónicas do trato geniturinário masculino uma contribuição significativa. As doenças sexualmente transmissíveis (DST) causadas por Chlamydia trachomatis, Neisseria gonorrhoeae, Ureaplasma urealyticum e outros agentes infeciosos, tais como vírus do papiloma humano (HPV) e vírus herpes simplex (HSV1-2), têm um impacto global a nível mundial e são frequentemente associadas a efeitos negativos na espermatogénese, na função dos espermatozoides e na qualidade do plasma seminal. Nas últimas décadas, vários outros microrganismos existentes no corpo humano, como parte das comunidades microbianas, têm sido associados a diversas patologias, incluindo a infertilidade masculina. Este trabalho tem, por isso, como objetivo detetar e avaliar a prevalência de reconhecidos agentes de DST, bem como de outros microrganismos com um possível efeito desconhecido em casos (asteno, oligo, teratozoospermia e hiperviscosidade) e controlos de infertilidade. Para este efeito, foram usadas técnicas de PCR para avaliar a presença/ausência de sete agentes de DST e, numa segunda fase, as regiões hipervariáveis do gene ribossomal 16S foram analisadas por clonagem e sequenciação de Sanger ou por sequenciação em massa de modo a identificar outros agentes infeciosos. Os resultados não mostraram diferenças significativas na prevalência de agentes de DST entre casos e controlos, no entanto, o agente N. gonorrhoeae foi encontrado apenas nos casos de infertilidade, com uma frequência de 2%. Os dados da sequenciação do gene 16S demonstraram a existência de uma grande comunidade de bactérias no plasma seminal, tendo sido identificados mais de 200 géneros sendo os mais prevalentes Enterococcus, Staphylococcus, Corynebacterium, Peptoniphilus, Propionibacterium e Haemophilus. Assim, os resultados atuais apoiam a existência de um nível de variabilidade microbiana inter-individual e sugerem uma diferenciação subtil do fenótipo de hiperviscosidade em relação aos controlos. Neste fenótipo, não só a prevalência do filo Proteobacteria está enriquecida como foram identificados microrganismos com potencial efeito patogénico Klebsiella, Acinetobacter e Facklamia acompanhados de uma diminuição de géneros protetores como Lactobacillus.

Infertility is a common condition that affects approximately 15% of couples trying to conceive, and where male factors, either alone or in combination with female factors, are estimated to play an important role. Although in most individuals the underlying causes of this pathology are still considered idiopathic, acute and chronic infections of male genitourinary tract are thought to have a significant contribution. Sexually transmitted diseases (STD) caused by Chlamydia trachomatis, Neisseria gonorrhoeae, Ureaplasma urealyticum and other infectious agents, such as human papiloma virus (HPV) and herpes simplex viruses (HSV1-2), have a global impact worldwide and are often associated with negative effects on spermatogenesis, sperm function and semen quality. In the last decades, several other microorganisms existing in the human body as part of complex microbial communities have been associated with different pathologies including male infertility. This work aims to detect and evaluate the prevalence of recognized STD agents and other unsuspected microorganisms in infertility cases (astheno, oligo, teratozoospermia and hyperviscosity) and controls. For this purpose PCR techniques were used to evaluate the presence/absence of seven STD agents and hypervariable regions of 16S ribosomal gene were analyzed by cloning and Sanger sequencing or by high-throughput sequencing of pooled samples to identify other infectious agents. The results showed no significant differences between the prevalence of STD agents in infertile cases and controls, nonetheless the N. gonorrhoeae was found only in infertility cases at a 2% frequency. The data from the 16S gene sequencing demonstrated that there is a large community of bacteria in semen. More than 200 genera were identified, whereas Enterococcus, Staphylococcus, Corynebacterium, Peptoniphilus, Propionibacterium and Haemophilus were the most abundant. Even though the current findings seem to support some level of interindividual microbiome variability, the data also suggests a subtle differentiation of the hyperviscosity phenotype from controls. Not only by the enriched frequency of the Proteobacteria phylum in this phenotype as well as the higher prevalence of infectious Klebsiella, Facklamia and Acinetobacter microorganisms and the lower abundance of Lactobacillus protective bacteria.