Caracterización y predicción funcional de bacterias en tejidos ováricos
Summary
Se realizó la tinción inmunohistoquímica y la secuenciación del gen arn ribosómico 16S (gen 16S rRNA) con el fin de descubrir y distinguir bacterias en tejidos ováricos cancerosos y no cancerosos in situ. Las diferencias composicionales y funcionales de las bacterias se predijeron mediante el uso de BugBase y Phylogenetic Investigation of Communities by Reconstruction of Unbserved States (PICRUSt).
Abstract
La teoría de un tracto reproductivo superior femenino “estéril” ha estado encontrando una creciente oposición debido a los avances en la detección bacteriana. Sin embargo, aún no se ha confirmado si los ovarios contienen bacterias. Aquí, se introdujo un experimento para detectar bacterias en los tejidos ováricos. Elegimos pacientes con cáncer de ovario en el grupo de cáncer y pacientes no cancerosas en el grupo de control. La secuenciación del gen 16S rRNA se utilizó para diferenciar las bacterias en los tejidos ováricos de los grupos de cáncer y control. Además, predijimos la composición funcional de las bacterias identificadas mediante el uso de BugBase y PICRUSt. Este método también se puede utilizar en otras vísceras y tejidos, ya que se ha demostrado que muchos órganos albergan bacterias en los últimos años. La presencia de bacterias en las vísceras y los tejidos puede ayudar a los científicos a evaluar los tejidos cancerosos y normales y puede ser de ayuda en el tratamiento del cáncer.
Introduction
Recientemente, se ha publicado un número creciente de artículos que prueban la existencia de bacterias en las vísceras sólidas abdominales, como el riñón, el bazo, el hígado y el ovario1,2. Geller et al. encontraron bacterias en tumores pancreáticos, y estas bacterias eran resistentes a la gemcitabina, un fármaco quimioterapéutico2. S. Manfredo Vieira et al. concluyeron que Enterococcus gallinarum era portátil a los ganglios linfáticos, hígado y bazo, y podía conducir a la autoinmunidad3.
Dado que el cuello uterino desempeña un papel como defensor, las bacterias en el tracto reproductivo femenino superior, que contiene el útero, las trompas de Falopio y los ovarios, se han investigado mínimamente. Sin embargo, algunas nuevas teorías se han establecido en los últimos años. Las bacterias pueden tener acceso a la cavidad uterina durante el ciclo menstrual debido a cambios en las mucinas4,5. Además, Zervomanolakis et al. confirmaron que el útero, junto con las trompas de Falopio, es una bomba peristáltica controlada por el sistema endocrino de los ovarios, y esta disposición permite que las bacterias ingresen al endometrio, las trompas de Falopio y los ovarios6.
El tracto reproductivo superior ya no es un misterio gracias al desarrollo de métodos de detección bacteriana. Verstraelen et al. utilizaron un método de secuenciación de extremo pareado con código de barras para descubrir bacterias uterinas dirigiéndose a la región hipervariable V1-2 del gen 16SRNA 7. Fang et al. emplearon la secuenciación con código de barras en pacientes con pólipos endometriales y revelaron la presencia de diversas bacterias intrauterinas8. Además, mediante el uso del gen arn 16S, Miles et al. y Chen et al. encontraron bacterias en el sistema genital de mujeres que se habían sometido a salpingoooforectomía e histerectomía, respectivamente5,9.
Las bacterias en los tejidos tumorales han ganado cada vez más atención en los últimos años. Banerjee et al. descubrieron que la firma del microbioma difería entre las pacientes con cáncer de ovario y los controles10. Unnoxynatronum sibiricum se asoció con el estadio tumoral, y Methanosarcina vacuolata podría usarse para diagnosticar el cáncer de ovario11. Además del cáncer de ovario, se ha demostrado que otros cánceres, como el de estómago, pulmón, próstata, mama, cuello uterino y endometrio, están asociados con las bacterias12,13,14,15,16,17,18. Poore et al. propusieron una nueva clase de diagnósticos oncológicos basados en microbios, previendo el cribado del cáncer en etapa temprana19. En este protocolo, investigamos las diferencias entre los tejidos ováricos cancerosos y normales comparando la composición y función de las bacterias en estos dos tejidos.
Se realizó tinción inmunohistoquímica y secuenciación del gen 16S rRNA para confirmar la presencia de bacterias en los ovarios. Se estudiaron las diferencias y las funciones predichas de las bacterias ováricas en los tejidos ováricos cancerosos y no cancerosos. Los resultados mostraron la existencia de bacterias en los tejidos ováricos. Anoxynatronum sibiricum y Methanosarcina vacuolata se relacionaron con el estadio y el diagnóstico de cáncer de ovario, respectivamente. Se compararon cuarenta y seis vías kegg significativamente diferentes que estaban presentes en ambos grupos.
Protocol
Representative Results
Discussion
El cáncer de ovario tiene una influencia notable en la fertilidad de las mujeres25. La mayoría de las pacientes con cáncer de ovario se diagnostican en etapas tardías, y la tasa de supervivencia a 5 años es inferior al 30%18. Se ha publicado la confirmación de bacterias en las vísceras sólidas abdominales, incluyendo el hígado, el páncreas y el bazo. La existencia de bacterias en el tracto reproductivo femenino superior se produce porque el cuello uterino no está…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo fue apoyado por el Premio de Investigación Clínica del Primer Hospital Afiliado de la Universidad Xi’an Jiaotong, China (XJTU1AF-2018-017, XJTU1AF-CRF-2019-002), el Proyecto Principal de Investigación Básica de Ciencias Naturales del Departamento Provincial de Ciencia y Tecnología de Shaanxi (2018JM7073, 2017ZDJC-11), el Proyecto Clave de Investigación y Desarrollo del Departamento Provincial de Ciencia y Tecnología de Shaanxi (2017ZDXM-SF-068, 2019QYPY-138), el Proyecto Provincial de Innovación Tecnológica Colaborativa de Shaanxi (2 017XT-026, 2018XT-002), y el Proyecto de Investigación Médica del Plan de Orientación para el Desarrollo Social de Xi’an (2017117SF/YX011-3). Los financiadores no tuvieron ningún papel en el diseño del estudio, la recopilación y el análisis de datos, la decisión de publicar o la preparación del manuscrito.
Agradecemos a los colegas del Departamento de Ginecología del Primer Hospital Afiliado de la Universidad xi’an Jiaotong por sus contribuciones a la recolección de muestras.
Materials
| 2200 TapeStation Software | Agilgent United States |
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| 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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