Microbioma de espermatozoides revelado com sequenciamento de RNA

Um novo estudo relata a primeira descrição detalhada do microbioma do esperma humano, usando novas técnicas de sequenciamento de RNA que são capazes de discriminar entre o RNA do esperma e aquele de contaminação ou colonização bacteriana.

O estudo, publicado no Jornal de reprodução assistida e genética em janeiro de 2020, mostra que o sequenciamento de RNA não direcionado tem o potencial de identificar a presença de infecção, bem como para detectar a presença de esperma. Isso poderia, portanto, oferecer oportunidades para um atendimento melhor e mais personalizado, durante uma avaliação de rotina de pessoas inférteis.

Ilustração 3D do esperma. Rost9 / Shutterstock

O que é sequenciamento de RNA?

O sequenciamento de RNA é uma técnica genética em que a quantidade de RNA e as sequências são encontradas usando técnicas de sequenciamento de última geração (NGS). É basicamente uma exploração do transcriptoma, a soma de todo o RNA transcrito do DNA, incluindo mRNA, tRNA e rRNA. Isso ajuda a vincular as informações de DNA, ou expressão gênica, com as proteínas reais sintetizadas, que determinam a função real da célula. Mostra o nível de atividade do gene na amostra que está sendo analisada - quais genes estão realmente sendo transcritos, em que nível, e em que período de atividade da célula. Isso é de grande ajuda para descobrir como as funções da célula, quais proteínas se tornam ativas em diferentes estágios e para diferentes propósitos, e algumas das mudanças que acompanham ou precedem as condições da doença. Existem várias técnicas baseadas no sequenciamento de RNA, incluindo perfil transcricional, Identificação SNP, Edição de RNA e análise diferencial de expressão gênica.

O sequenciamento de RNA é superior ao sequenciamento de DNA, pois captura mais de perto a forma real de expressão dos dados genéticos. Por exemplo, poderia ajudar a entender o que um gene desconhecido faz, mostrando em quais tecidos ele está ativo. Mostra como um único gene pode dar origem a duas ou mais sequências de RNA diferentes por meio de mecanismos como splicing alternativo, uma descoberta que é impossível com o sequenciamento de DNA. Também pode mostrar como o RNA é processado para produzir moléculas com diferentes funções, tal como a adição de uma cadeia de poliadenil ou um tampão de 5 '.

Originalmente baseado no sequenciamento Sanger, O sequenciamento de RNA foi lento, caro e pouco confiável - embora o método Sanger fosse uma inovação incrível para a época. É somente com o desenvolvimento de novas tecnologias, como NGS, que o sequenciamento de RNA se tornou praticamente viável e extremamente útil.

NGS é um termo abrangente para várias tecnologias de sequenciamento de alto rendimento que podem sequenciar DNA e RNA facilmente, com precisão e baixo custo.

O estudo

O estudo foi realizado em colaboração entre a Wayne State University School of Medicine, o CReATe Fertility Center e a University of Massachusetts Amherst.

O objetivo do estudo era descobrir se o sequenciamento de RNA não direcionado era sensível e específico o suficiente para detectar a presença de micróbios, uma tarefa que as técnicas atuais que usam cultura direcionada são incapazes de realizar. Os pesquisadores coletaram 85 amostras de sêmen e extraíram o RNA do esperma. Isso foi então sequenciado usando sua tecnologia avançada. As sequências de RNA que não faziam parte do genoma humano foram combinadas com genes microbianos. Essas leituras foram usadas para criar uma imagem dos micróbios encontrados em cada amostra de sêmen.

as evidências

Eles descobriram que todas as amostras mostraram níveis semelhantes de bactérias normalmente encontradas no trato reprodutor masculino. Estes vêm de 11 gêneros, fazendo parte de 4 filos. Apenas uma exceção foi encontrada, o que era bastante diferente de todas as outras leituras microbianas.

Especificamente, este espécime abrigava um grande número de bactérias das espécies Streptococcus agalactiae e S. dysgalactiae. S. agalactiae é uma espécie bacteriana que está ligada a muitas infecções em recém-nascidos, bem como infecções que ocorrem durante a gravidez e após o parto. É também a causa de muitas mortes entre bebês prematuros. Além disso, também causa infecções graves em pacientes adultos idosos. A presença desta bactéria no esperma é, portanto, uma preocupação considerável.

Implicações

Atualmente, a presença de micróbios nos órgãos reprodutores masculinos é diagnosticada por técnicas de cultura. Contudo, a maioria dos micróbios normalmente encontrados para infectar este trato são exigentes em seus requisitos de cultura, o que significa que eles não podem ser cultivados nas condições usuais de laboratório.

Por outro lado, O sequenciamento de RNA é uma técnica muito mais confiável e agora mais amplamente disponível, que também está se tornando mais acessível a cada dia. O uso dessa tecnologia provavelmente dará uma ideia melhor das bactérias e outros micróbios que habitam o corpo humano. Os pesquisadores dizem, “Mostramos que o sequenciamento não direcionado do RNA do esperma humano tem o potencial de fornecer um perfil de microrganismos (bactérias, vírus, archaea). Essas informações foram recuperadas dos dados normalmente descartados como parte do sequenciamento de ácido nucleico de rotina. ”

O quadro clínico mostra que as infecções por S. agalactiae estão aumentando e se tornando mais graves do que antes. Outros micróbios também estão causando infecções mais frequentes em recém-nascidos e adultos. Nesta situação, diz o pesquisador Stephen Krawetz, "Dados de sequenciamento de RNA de esperma humano não direcionados podem, além de fornecer status de fertilidade, provou ser útil como um diagnóstico para o estado microbiano. "

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