Caratterizzazione e predizione funzionale dei batteri nei tessuti ovarici
Summary
La colorazione immunoistochimica e il sequenziamento del gene dell’RNA ribosomiale 16S (gene rRNA 16S) sono stati eseguiti al fine di scoprire e distinguere i batteri nei tessuti ovarici cancerosi e non cancerosi in situ. Le differenze compositiva e funzionale dei batteri sono state previste utilizzando BugBase e Phylogenetic Investigation of Communities by Reconstruction of Unobserved States (PICRUSt).
Abstract
La teoria di un tratto riproduttivo superiore femminile “sterile” ha incontrato una crescente opposizione a causa dei progressi nel rilevamento batterico. Tuttavia, se le ovaie contengono batteri non è stato ancora confermato. Qui è stato introdotto un esperimento per rilevare i batteri nei tessuti ovarici. Abbiamo scelto pazienti con cancro ovarico nel gruppo oncologico e pazienti non cancerose nel gruppo di controllo. Il sequenziamento del gene rRNA 16S è stato utilizzato per differenziare i batteri nei tessuti ovarici dal cancro e dai gruppi di controllo. Inoltre, abbiamo previsto la composizione funzionale dei batteri identificati utilizzando BugBase e PICRUSt. Questo metodo può essere utilizzato anche in altri visceri e tessuti poiché molti organi hanno dimostrato di ospitare batteri negli ultimi anni. La presenza di batteri nei visceri e nei tessuti può aiutare gli scienziati a valutare i tessuti cancerosi e normali e può essere di aiuto nel trattamento del cancro.
Introduction
Recentemente, è stato pubblicato un numero crescente di articoli che dimostrano l’esistenza di batteri nei visceri solidi addominali, come il rene, la milza, il fegato e l’ovaio1,2. Geller et al. hanno trovato batteri nei tumori pancreatici e questi batteri erano resistenti alla gemcitabina, un farmaco chemioterapico2. S. Manfredo Vieira et al. hanno concluso che Enterococcus gallinarum era portatile ai linfonodi, al fegato e alla milza e poteva guidare l’autoimmunità3.
Poiché la cervice svolge un ruolo di difensore, i batteri nel tratto riproduttivo femminile superiore, che contiene l’utero, le tube di Falloppio e le ovaie, sono stati minimamente studiati. Tuttavia, alcune nuove teorie sono state stabilite negli ultimi anni. I batteri possono avere accesso alla cavità uterina durante il ciclo mestruale a causa di cambiamenti nelle mucine4,5. Inoltre, Zervomanolakis et al. hanno confermato che l’utero, insieme alle tube di Falloppio, è una pompa peristaltica controllata dal sistema endocrino delle ovaie e questa disposizione consente ai batteri di entrare nell’endometrio, nelle tube di Falloppio e nelle ovaie6.
Il tratto riproduttivo superiore non è più un mistero grazie allo sviluppo di metodi di rilevamento batterico. Verstraelen et al. hanno utilizzato un metodo di sequenziamento accoppiato con codice a barre per scoprire i batteri uterini prendendo di mira la regione ipervariabile V1-2 del gene RNA 16S7. Fang et al. hanno impiegato il sequenziamento con codice a barre in pazienti con polipi endometriali e hanno rivelato la presenza di diversi batteri intrauterini8. Inoltre, utilizzando il gene RNA 16S, Miles et al. e Chen et al. hanno trovato batteri nel sistema genitale di donne che erano sottoposte a salpingo-ovariectomia e isterectomia, rispettivamente5,9.
I batteri nei tessuti tumorali hanno guadagnato crescente attenzione negli ultimi anni. Banerjee et al. hanno scoperto che la firma del microbioma differiva tra le pazienti con cancro ovarico e i controlli10. Unnoxynatronum sibiricum è stato associato allo stadio tumorale e Methanosarcina vacuolata potrebbe essere usato per diagnosticare il cancro ovarico11. Oltre al cancro ovarico, altri tumori, come stomaco, polmone, prostata, seno, cervice ed endometrio, hanno dimostrato di essere associati ai batteri12,13,14,15,16,17,18. Poore et al. hanno proposto una nuova classe di diagnostica oncologica basata su microbi, prevedendo lo screening del cancro in fase iniziale19. In questo protocollo, abbiamo studiato le differenze tra tessuti ovarici cancerosi e normali confrontando la composizione e la funzione dei batteri in questi due tessuti.
La colorazione immunoistochimica e il sequenziamento del gene rRNA 16S sono stati eseguiti per confermare la presenza di batteri nelle ovaie. Sono state studiate le differenze e le funzioni previste dei batteri ovarici nei tessuti ovarici cancerosi e non cancerosi. I risultati hanno mostrato l’esistenza di batteri nei tessuti ovarici. Anoxynatronum sibiricum e Methanosarcina vacuolata erano correlati rispettivamente allo stadio e alla diagnosi di cancro ovarico. Sono stati confrontati quarantasei percorsi KEGG significativamente diversi che erano presenti in entrambi i gruppi.
Protocol
Representative Results
Discussion
Il cancro ovarico ha una notevole influenza sulla fertilità delle donne25. La maggior parte delle pazienti con cancro ovarico viene diagnosticata in fasi avanzate e il tasso di sopravvivenza a 5 anni è inferiore al 30%18. È stata pubblicata la conferma dei batteri nei visceri solidi addominali, tra cui fegato, pancreas e milza. L’esistenza di batteri nel tratto riproduttivo femminile superiore si verifica perché la cervice non è racchiusa2,…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato supportato dal Clinical Research Award del First Affiliated Hospital della Xi’an Jiaotong University, Cina (XJTU1AF-2018-017, XJTU1AF-CRF-2019-002), dal Major Basic Research Project of Natural Science and Technology Department of Shaanxi Provincial Science and Technology Department (2018JM7073, 2017ZDJC-11), dal Key Research and Development Project del Shaanxi Provincial Science and Technology Department (2017ZDXM-SF-068, 2019QYPY-138), dallo Shaanxi Provincial Collaborative Technology Innovation Project (2 017XT-026, 2018XT-002) e il progetto di ricerca medica del piano di orientamento allo sviluppo sociale di Xi’an (2017117SF / YX011-3). I finanziatori non hanno avuto alcun ruolo nella progettazione dello studio, nella raccolta e nell’analisi dei dati, nella decisione di pubblicare o nella preparazione del manoscritto.
Ringraziamo i colleghi del Dipartimento di Ginecologia del Primo Ospedale Affiliato dell’Università di Xi’an Jiaotong per il loro contributo alla raccolta dei campioni.
Materials
| 2200 TapeStation Software | Agilgent United States |
||
| AmpliSeq for Illumina Library Prep, Indexes, and Accessories | Illumina | ||
| Image-pro plus 7 | Media Cybernetics | ||
| Leica ASP 300S | Leica Biosystems Division of Leica Microsystems | ||
| Leica EG 1150 | Leica Biosystems Division of Leica Microsystems | ||
| Leica RM2235 | Leica Biosystems Division of Leica Microsystems | ||
| LPS Core monoclonal antibody, clone WN1 222-5 | Hycult Biotech | ||
| Mag-Bind RxnPure Plus magnetic beads | Omega Biotek | M1386-00 | |
| Mag-Bind Universal Pathogen 96 Kit | Omega Biotek | M4029-01 | |
| MiSeq | Illumina | SY-410-1003 | |
| Silva database | Max Planck Institute for Marine Microbiology and Jacobs University | ||
| the QuantiFluor dsDNA System | Promega | E2670 | |
| Trimmomatic | Björn Usadel | ||
| ZytoChem Plus (HRP) Anti-Rabbit (DAB) Kit | Zytomed Systems | HRP008DAB-RB |
References
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