Сравнительный анализ микробиоты уретры и яичек у пациентов с обструктивной азооспермией с результатами вспомогательных репродуктивных технологий

Введение. Проблема мужского бесплодия сохраняет свою актуальность в области репродуктивной медицины, так как мужская инфертильность прогрессирует с каждым годом. Мужской микробиом репродуктивной системы представляет собой сложное сообщество микроорганизмов, обитающих в разных частях мужского организма, включая уретру, предстательную железу и семенные пузырьки. Исследования показывают, что микробиом играет важную роль в поддержании здоровья репродуктивной системы и может влиять на фертильность. Цель исследования. Выявление различий в составе микробиота яичек и уретры между группами пациентов с положительными и отрицательными результатами вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ). Материалы и методы. Проведен сравнительный анализ таксономической структуры микробиоты ткани тестикул и уретры у 24 инфертильных мужчин с обструктивной азооспермией (ОА), которые проходили процедуры ВРТ. В 13 случаях наступила беременность (группа ВРТ+), в 11 случаях беременности не достигли (группа ВРТ-). Для анализа бактериального пейзажа урогенитального тракта у всех участников исследования проводился забор биологического материала из уретры, а также осуществлялась биопсия яичка. Анализ ампликонов бактериального гена 16S рРНК выполнялся с использованием высокопроизводительного секвенирования нового поколения (NGS). Полученные данные обрабатывались с использованием программного обеспечения QIIME (версия 1.9.1), что позволяло провести таксономический анализ и оценить разнообразие микробиоты. Результаты. В ходе нашего исследования были выявлены значительные различия в составе микробиоты между тканью яичка и уретры у инфертильных мужчин с ОА, а также между группами пациентов с положительными и отрицательными результатами ВРТ. В ткани яичка основными семействами микробиоты оказались Enterobacteriaceae и Burkholderiaceae, в то время как в уретре доминирующими семействами были Mycobacteriaceae, Staphylococcaceae, Lactobacillaceae и Peptoniphilaceae. Несмотря на наличие различий в составе микробиоты, не обнаружено достоверных отличий в индексах альфа-разнообразия микробиоты ткани яичка и уретры между группами ВРТ- и ВРТ+. Однако в группе ВРТ- в микробиоте ткани яичка была отмечена достоверно повышенная относительная представленность 19 бактериальных семейств по сравнению с пациентами из группы ВРТ+, отмечено и увеличение представленности двух семейств: Mycobacteriales и Legionellaceae. Это может указывать на возможную связь между составом микробиоты и успешностью ВРТ. Корреляционный анализ показал положительную связь между уровнем ингибина и составом микробиты тестикулярной ткани. Это может свидетельствовать о том, что микробиота тестикул может влиять на уровень ингибина, который является важным маркером функции семенников и может играть роль в фертильности. Выводы. Результаты демонстрируют, что нарушения, ассоциированные с ОА, приводят к изменению относительной представленности отдельных семейств микробиоты уретры и яичек, что оказывает существенное влияние на исходы ВРТ. Практическая значимость этих данных заключается в том, что коррекция микробиоты может стать потенциальной стратегией для улучшения результатов ВРТ у пациентов с ОА, открывая новые подходы к лечению и повышению фертильности и позволяет предположить теорию о «микробиоте фертильности тестикул» и впоследствии может играть немаловажную роль при прегравидарной криоконсевации в программах ВРТ и создании новых тестов для отбора сперматозоидов в программах искусственного оплодотворения.

Introduction. The problem of male infertility remains a pressing issue in the field of reproductive medicine, as male infertility progresses year after year. The male reproductive microbiome is a complex community of microorganisms that inhabit various parts of the male body, including the urethra, prostate, and seminal vesicles. Research shows that the microbiome plays an important role in maintaining reproductive health and may influence fertility. Objective. To identify differences in the composition of the testicular and urethral microbiota between groups of patients with positive and negative results of assisted reproductive technologies (ART). Materials and methods. A comparative analysis of the taxonomic structure of the testicular and urethral microbiota was conducted in 24 infertile men with obstructive azoospermia (OA) who underwent ART procedures. Pregnancy occurred in 13 cases (ART+ group), while pregnancy was not achieved in 11 cases (ART- group). To analyze the bacterial composition of the urogenital tract, biological material was collected from the urethra of all study participants, as well as a testicular biopsy. Analysis of bacterial 16S rRNA gene amplicons was performed using high-throughput next-generation sequencing (NGS). The obtained data were processed using QIIME software (version 1.9.1), which allowed for taxonomic analysis and assessment of microbiota diversity. Results. Our study revealed significant differences in the microbiota composition between testicular and urethral tissue in infertile men with OA, as well as between groups of patients with positive and negative ART results. In testicular tissue, the main microbiota families were Enterobacteriaceae and Burk-holderiaceae, while in the urethra, the dominant families were Mycobacteriaceae, Staphylococcaceae, Lactobacillaceae, and Peptoniphilaceae. Despite differences in microbiota composition, no significant differences in alpha diversity indices of testicular and urethral microbiota were found between the ART- and ART+ groups. However, in the ART- group, a significantly increased relative representation of 19 bacterial families was observed in the testicular microbiota compared to patients in the ART+ group, including increased representation of two families: Mycobacteriales and Legionellaceae. This may indicate a possible link between microbiota composition and ART success. Correlation analysis revealed a positive association between inhibin levels and testicular microbiota composition. This suggests that testicular microbiota may influence inhibin levels, which are an important marker of testicular function and may play a role in fertility. Conclusions. The results demonstrate that OA-associated disorders lead to changes in the relative representation of individual families of the urethral and testicular microbiota, which has a significant impact on ART outcomes. The practical significance of these data is that microbiota correction may be a potential strategy for improving ART outcomes in patients with OA, opening up new approaches to treatment and enhancing fertility, and suggests the theory of «testicular fertility microbiota» and may subsequently play an important role in pre-conception cryopreservation in ART programs and the creation of new tests for sperm selection in artificial insemination programs.