Огруктура микробиоты фертильных и инфертильных пациентов с различными видами азооспермии

Введение. Исследование микробиома человека стало темой, вызывающей все больший научный интерес. Сбалансированная и разнообразная микробиота мужской половой системы необходима для оптимального репродуктивного здоровья. Сегодня нет диагностических тестов, позволяющих определить влияние конкретных микроорганизмов на качество семенной жидкости, однако, применение секвенирования нового поколения (NGS), использующего в качестве молекулярного маркера последовательность гена 16S рРНК, предоставляет нам возможность понять всю сложность взаимоотношений микробиома и его хозяина. Цель. Провести сравнительный анализ таксономической структуры микробиоты пациентов с обструктивной и необструктивной азооспермией и группой фертильности (пациенты с рожденными детьми в анамнезе). Материалы и методы. В исследование вошли 57 человек. Все пациенты ретроспективно были распределены на три группы: группа 1 (n=29) пациенты с необструктивной азооспермией (НОА) и отсутствием детей; группа 2 (n=19) пациенты с обструктивной азооспермией (ОА); группа 3 (n=9) фертильные пациенты (FERT). Всем пациентам была выполнена микроскопическая биопсия яичка (micro-TESE) с последующим проведением экстракорпорального оплодотворения по технологии интрацитоплазматической инъекции сперматозоида (ИКСИ), либо криоконсервации биологического материала. Был проведен анализ ампликонов бактериального гена 16S рРНК с использованием высокопроизводительного секвенирования нового поколения (NGS). Для исследования бактериального пейзажа урогенитального тракта и контроля чистоты метода был произведен забор биологического материала из уретры у каждого пациента, которому проводилась биопсия яичка. Данные обрабатывали с помощью программы QIIME (версия 1.9.1). Результаты. Достоверных отличий в группах сравнения при исследовании бактериального пейзажа уретры не обнаружено. Видовое разнообразие микробиоты тестикулятной ткани, а также общее количество обнаруженных таксономических единиц (ОТЕ) в группах НОА и ОА достоверно ниже, чем в группе ФЕРТ. Различается представленность фил Proteobacteria, Firmicute, Bacteroidetes, Bifidobacterium adolescentis в исследуемых группах. При сравнении таксономического состава микробиоты тестикулярной ткани и уретры выявлено три микроорганизма, представленных с одинаковой частотой (использовался точный критерий Фишера с поправкой на множественное сравнение методом Бенджамини-Хохберга). Различается представленность фил Prevotella, Comamonadaceae, Veillonella dispa, Comamonadaceae в исследуемых группах. Выводы. Тестикулярная ткань нестерильна и имеет свой неповторимый микробный пейзаж для каждой группы сравнения. Бактериальные сообщества ткани яичка у пациентов с азооспермией характеризуются пониженным разнообразием и специфическим составом, отличающимся от микробиоты уретры. Данные результаты могут быть полезны при дальнейшем изучении роли микробиоты в патологии сперматогенеза и разработке новых подходов к лечению и диагностике мужского бесплодия.

Introduction. The study of the human microbiome has become of increasing scientific interest. A balanced and diverse microbiota of the male reproductive system is essential for optimal reproductive health. Today, there are no diagnostic tests to determine the effect of specific microorganisms on the quality of seminal fluid, however, the use of next-generation sequencing (NGS), using the 16S rRNA gene sequence as a molecular marker, provides us with the opportunity to understand the complexity of the relationship between the microbiome and its host. The aim of the study. To conduct a comparative analysis of the taxonomic structure of the microbiota between patients with obstructive and nonobstructive azoospermia and the fertility group (patients with a history of having children). Materials and methods. The study included (n=57) patients (infertile patients with obstructive azoospermia (OA), non-obstructive azoospermia (NOA) and a control group (FERT). All patients underwent percutaneous aspiration of sperm from the testicle (testicular sperm aspiration, MESA), with subsequent in vitro fertilization using ICSI technology, or cryopreservation of biological material. The amplicons of the bacterial 16S rRNA gene were analyzed using high-performance next-generation sequencing (NGS). For this research of bacterial composition of the urogenital tract and control the purity of the method, samples has been taken from the urethra of each patient who underwent testicular biopsy. The data was processed using the QUICKTIME program (version 1.9.1). Results. No significant differences were found in the comparison groups during the study of the urethral bacterial composition. The species diversity, as well as the total number of detected taxonomic units (OTE) in the NOA and OA groups are significantly lower than in the FERT group. The presentation of the phylum like Proteobacteria, Firmicutes, Bacteroidetes, Bifidobacterium adolescentis in the studied groups is different. Three microorganisms were identified with the same frequency in the urethra and testicular tissue (the exact Fisher criterion was used, adjusted for multiple comparison by the Benjamin-Hochberg method). The representation of the phylum Prevotella, Comamonadaceae, Veillonella dispa, Comamonadaceae in the studied groups differs. Conclusion. Testicular tissue is not sterile and has its own unique microbial landscape for each comparison group. Bacterial communities of testicular tissue in patients with azoospermia are characterized by a reduced diversity and a specific composition that differs from the urethral microbiota. These results may be useful in further to study the role of microbiota in the pathology of spermatogenesis and developing new approaches to the treatment and diagnosis of male infertility.