Pubblicato il primo catalogo di geni vaginali umani non ridondanti

I ricercatori dell'Istituto per le scienze del genoma (IGS) dell'Università del Maryland School of Medicine (UMSOM) hanno creato il primo catalogo di geni che compongono la comunità di microbi, che abitano la vagina umana. Il catalogo, chiamato catalogo genico vaginale umano non ridondante (VERGINE), è stato recentemente rilasciato come risorsa pubblica che può essere utilizzata dai ricercatori per facilitare una comprensione più approfondita del ruolo dei microrganismi vaginali nella salute delle donne e per sviluppare potenziali trattamenti futuri per determinate condizioni ginecologiche.

Uno studio IGS che descrive lo sviluppo di VIRGO e dimostra la sua utilità nella ricerca è stato pubblicato oggi in Comunicazioni sulla natura .

"Il valore di VIRGO è che funziona sia come repository centrale che come strumento altamente scalabile per caratterizzazione accurata dei microbiomi vaginali, ", ha affermato l'autore principale dello studio Bing Ma, dottorato di ricerca, Assegnista di ricerca presso il Dipartimento di Microbiologia e Immunologia dell'Istituto di Scienze del Genoma (IGS) dell'UMSOM. "VIRGO è particolarmente utile per gli utenti con limitate capacità di calcolo, che vogliono analizzare un grande volume di dati di sequenziamento e con accesso a un'infrastruttura informatica limitata."

La comunità di microbi (microbiota) che abitano la vagina umana svolge ruoli critici nella salute e nelle malattie, ma le attuali conoscenze sulla diversità genetica e funzionale dei microbiomi sono ancora limitate. Gli scienziati sanno che i microbiomi vaginali ottimali sono spesso dominati da una o più specie di Lactobacillus, tra cui Lactobacillus crispatus, L. gasseri e L. jensenii. La ricerca suggerisce che questi batteri benefici producono grandi quantità di acido lattico che portano a un ambiente acido che protegge dalle infezioni dannose. I ricercatori mirano a saperne di più, però, su come questi batteri contribuiscono alla salute e alla malattia di una donna.

VIRGO potrebbe facilitare questo obiettivo con quasi 1 milione di geni nel catalogo, ciascuna annotata con il nome del batterio che la porta e con la sua funzione, fornendo una composizione e una caratterizzazione funzionale dei microbiomi vaginali. I ricercatori stimano che VIRGO contenga oltre il 95% di tutti i geni trovati nei microbiomi vaginali. VIRGO è quindi completo e il team di studio ha dimostrato che è applicabile alle popolazioni del Nord America, Africa e Asia. In definitiva, VIRGO e il suo quadro analitico associato faciliteranno e standardizzeranno l'analisi e l'interpretazione di grandi set di dati meta-genomici e meta-trascrittomici. VIRGO e i suoi file associati sono disponibili gratuitamente gratuitamente su questo sito web.

La risorsa è stata costruita utilizzando una combinazione di metagenomi sequenziati all'IGS e genomi di isolati batterici urogenitali in parte scaricati da archivi pubblici. Il sequenziamento è stato eseguito tramite Maryland Genomics, che fa parte dell'IGS e composto dal Genomic Resource Center (GRC), Informatic Resource Center (IRC) e il Microbiome Service Laboratory (MSL). Strategie analitiche innovative sono state applicate per sviluppare VIRGO, sfruttando l'infrastruttura computazionale e le competenze del gruppo IGS Microbiome.

VIRGO faciliterà l'analisi dei dati ora comuni agli studi sul microbioma e fornirà informazioni complete sull'appartenenza microbica, funzione, ed ecologica del microbioma vaginale."

Michele Francia, dottorato di ricerca, Postdoctoral Fellow presso l'Institute for Genome Sciences (IGS) presso UMSOM, e coautore dello studio

Il team ha dimostrato il potere di VIRGO nell'analizzare oltre 1, 500 metagenomi vaginali. Così facendo, il team di ricerca ha scoperto che i batteri vaginali sono geneticamente più diversi di quanto si pensasse inizialmente, il che significa che ciascuna delle donne porta la propria versione personalizzata di questi batteri. Ma ancora più importante, hanno scoperto che il microbiota vaginale ottimale dominato dalle specie Lactobacillus è in realtà costituito da diversi ceppi della stessa specie. Ogni ceppo porta una funzione unica alla comunità, e la combinazione di questi ceppi è ciò che definisce la forza delle proprietà protettive del microbiota vaginale ottimale.

"Questa scoperta è una scoperta che cambia paradigma, poiché allontana il campo dall'idea che un singolo ceppo di Lactobacillus sia responsabile di un microbioma ottimale, " disse Jacques Ravel, dottorato di ricerca, Professore di Microbiologia e Immunologia, Direttore associato e scienziato senior presso l'Istituto per le scienze del genoma (IGS) presso UMSOM.

Mentre i ricercatori di IGS continueranno ad aggiornare ed espandere VIRGO, approfondiranno la loro comprensione del ruolo svolto dal microbioma vaginale in condizioni come la vaginosi batterica, infezioni sessualmente trasmissibili ed esiti avversi ostetrici compreso il parto pretermine. La loro ricerca è finanziata dal National Institute of Health (NIH), Istituto nazionale per la ricerca infermieristica (NINR), Istituto nazionale per le allergie e le malattie infettive (NIAID), e la Fondazione Bill e Melinda Gates.

"Sono in corso importanti sforzi da parte della facoltà UMSOM per tradurre la nostra crescente comprensione delle comunità microbiche associate all'uomo in biomarcatori e trattamenti clinici, " ha detto il decano dell'UMSOM E. Albert Reece, dottore, dottorato di ricerca, MBA, che è anche vicepresidente esecutivo per gli affari medici, Università del Maryland e John Z. e Akiko K. Bowers Distinguished Professor. "Questa ricerca innovativa fornisce potenti, strumenti pubblicamente disponibili per i ricercatori che si occupano di questioni sanitarie chiave per le donne".

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