Μελέτη του μικροβιώματος σε γυναίκες με υπογονιμότητα

Abstract

Objective:The endometrial microbiome has recently emerged as a potential factor influencing endometrial receptivity and reproductive outcomes. However, its composition, clinical significance, and relationship with infertility and recurrent pregnancy loss remain under investigation. The aim of the present study was to describe the composition of the endometrial microbiome in women evaluated for infertility or recurrent pregnancy loss and to compare microbial profiles according to Lactobacillus spp. dominance.Materials and Methods:A total of 123 endometrial samples from women undergoing endometrial microbiome assessment were included in the study. Endometrial sampling was performed during the mid-luteal phase, corresponding to the window of implantation. Microbial composition was assessed using 16S rRNA sequencing. Samples were classified as Lactobacillus-dominant when the relative abundance of Lactobacillus spp. was ≥90%, whereas samples with relative abundance <90% were classified as non-Lactobacillus-dominant. Descriptive analysis of microbial composition was performed at phylum and genus/family level. Baseline demographic, clinical, and reproductive characteristics were compared between the two microbial profiles. Alpha diversity was assessed using observed richness, Shannon index, and Simpson index (1-D), while beta diversity was evaluated using Bray–Curtis dissimilarity, principal coordinates analysis, PERMANOVA, and PERMDISP. In addition, a pilot assessment of patient experience was performed in a subgroup of 20 participants using a specifically designed questionnaire. Results: The mean age of the study population was 38.0 ± 5.6 years, and the mean body mass index was 23.5 ± 2.2 kg/m². The main indication for assessment was infertility in 103/123 women (83.7%), while 20/123 women (16.3%) were evaluated for recurrent pregnancy loss. Based on the predefined classification threshold, 65/123 samples (52.8%) were classified as Lactobacillus-dominant and 58/123 (47.2%) as non-Lactobacillus-dominant. Baseline characteristics were generally comparable between the two groups. At phylum level, Firmicutes was the predominant bacterial phylum in the overall cohort, with a mean relative abundance of 80.2%. This predominance was more pronounced in Lactobacillus-dominant samples, where Firmicutes accounted for a mean of 95.6% of the microbial community. In contrast, in non-Lactobacillus-dominant samples, the mean relative abundance of Firmicutes was 63.0%, with greater contribution from Actinobacteria and Proteobacteria. At genus level, Lactobacillus was the most abundant genus in the overall cohort, with a mean relative abundance of 64.8% and a median value of 90.0%. Non-Lactobacillus-dominant samples showed increased relative abundance of selected non-Lactobacillus genera/families, mainly Enterococcus, Enterobacteriaceae, Streptococcus, Prevotella, and Gardnerella. Non-Lactobacillus-dominant samples demonstrated significantly higher alpha diversity compared with Lactobacillus-dominant samples. Specifically, higher observed richness, Shannon index, and Simpson index (1-D) values were observed, indicating greater intra-sample microbial diversity. Beta diversity analysis also revealed significant differences in overall microbial composition between the two groups. At genus level, PERMANOVA showed a statistically significant difference between microbial profiles (pseudo-F = 43.10, R² = 0.263, p = 0.001), while PERMDISP demonstrated significantly greater within-group dispersion among non-Lactobacillus-dominant samples (F = 1828.89, p = 0.001). Similar differentiation was also observed at bacterial phylum level. The pilot patient-experience assessment among the first 20 participants showed a high degree of understanding, acceptance, and overall satisfaction, with limited physical discomfort related to the procedure. Conclusions: The present study identified two distinct endometrial microbial profiles in women evaluated for infertility or recurrent pregnancy loss. Lactobacillus-dominant samples were characterized by lower microbial diversity and greater compositional homogeneity, whereas non-Lactobacillus-dominant samples demonstrated increased alpha diversity, greater contribution of alternative non-Lactobacillus genera/families, and significantly greater within-group heterogeneity. These findings suggest that the non-Lactobacillus-dominant category does not represent a single uniform microbial state, but rather a heterogeneous group of microbial profiles. Due to the study design, the absence of a fertile control group, and the lack of systematic correlation with reproductive outcomes, the results should be interpreted as descriptive and hypothesis-generating. Future multicentre, prospective, and methodologically standardized studies are required to clarify the clinical significance of the endometrial microbiome in infertility and recurrent pregnancy loss.

Σκοπός:Το ενδομητρικό μικροβίωμα έχει αναδειχθεί τα τελευταία χρόνια ως δυνητικός παράγοντας που μπορεί να επηρεάζει τη δεκτικότητα του ενδομητρίου και την αναπαραγωγική έκβαση. Ωστόσο, η σύστασή του, η κλινική του σημασία και η σχέση του με την υπογονιμότητα ή τις καθ’ έξιν αποβολές παραμένουν αντικείμενο διερεύνησης. Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν η περιγραφή της σύστασης του ενδομητρικού μικροβιώματος σε γυναίκες που αξιολογήθηκαν λόγω υπογονιμότητας ή καθ’ έξιν αποβολών, καθώς και η σύγκριση των μικροβιακών προφίλ με βάση την κυριαρχία του Lactobacillus spp.Υλικό και Μέθοδος: Στη μελέτη συμπεριλήφθηκαν 123 ενδομητρικά δείγματα από γυναίκες που υποβλήθηκαν σε αξιολόγηση του ενδομητρικού μικροβιώματος. Η λήψη των δειγμάτων πραγματοποιήθηκε κατά τη μέση ωχρινική φάση, στο χρονικό διάστημα που αντιστοιχεί στο παράθυρο εμφύτευσης. Η ανάλυση της μικροβιακής σύστασης έγινε με αλληλούχηση 16S rRNA. Τα δείγματα ταξινομήθηκαν ως Lactobacillus-dominant όταν η σχετική αφθονία του Lactobacillus spp. ήταν ≥90%, ενώ όσα είχαν σχετική αφθονία <90% ταξινομήθηκαν ως non-Lactobacillus-dominant. Πραγματοποιήθηκε περιγραφική ανάλυση της μικροβιακής σύστασης σε επίπεδο φύλου και γένους/οικογένειας, καθώς και σύγκριση των βασικών δημογραφικών, κλινικών και αναπαραγωγικών χαρακτηριστικών μεταξύ των δύο μικροβιακών προφίλ. Η alpha diversity αξιολογήθηκε με observed richness, Shannon index και Simpson index (1-D), ενώ η beta diversity με Bray–Curtis dissimilarity, principal coordinates analysis, PERMANOVA και PERMDISP. Επιπλέον, σε υποομάδα 20 συμμετεχουσών πραγματοποιήθηκε πιλοτική αξιολόγηση της εμπειρίας από τη διαδικασία με ειδικά σχεδιασμένο ερωτηματολόγιο. Αποτελέσματα: Η μέση ηλικία των γυναικών ήταν 38,0 ± 5,6 έτη και ο μέσος δείκτης μάζας σώματος 23,5 ± 2,2 kg/m². Η κύρια ένδειξη αξιολόγησης ήταν η υπογονιμότητα σε 103/123 γυναίκες (83,7%), ενώ 20/123 (16,3%) αξιολογήθηκαν λόγω καθ’ έξιν αποβολών. Με βάση το προκαθορισμένο όριο ταξινόμησης, 65/123 δείγματα (52,8%) ταξινομήθηκαν ως Lactobacillus-dominant και 58/123 (47,2%) ως non-Lactobacillus-dominant. Τα βασικά χαρακτηριστικά των δύο ομάδων ήταν γενικά συγκρίσιμα. Σε επίπεδο φύλου, το Firmicutes ήταν το επικρατέστερο βακτηριακό φύλο στο συνολικό δείγμα, με μέση σχετική αφθονία 80,2%. Η επικράτησή του ήταν εντονότερη στα Lactobacillus-dominant δείγματα, όπου αντιπροσώπευε κατά μέσο όρο το 95,6% της μικροβιακής κοινότητας, ενώ στα non-Lactobacillus-dominant δείγματα η μέση σχετική αφθονία του ήταν 63,0%, με μεγαλύτερη συμμετοχή των Actinobacteria και Proteobacteria. Σε επίπεδο γένους, το Lactobacillus ήταν το αφθονότερο γένος στο συνολικό δείγμα, με μέση σχετική αφθονία 64,8% και διάμεση τιμή 90,0%. Στα non-Lactobacillus-dominant δείγματα παρατηρήθηκε αυξημένη σχετική αφθονία επιλεγμένων μη-Lactobacillus γενών/οικογενειών, κυρίως Enterococcus, Enterobacteriaceae, Streptococcus, Prevotella και Gardnerella. Τα non-Lactobacillus-dominant δείγματα παρουσίασαν σημαντικά υψηλότερη alpha diversity σε σύγκριση με τα Lactobacillus-dominant δείγματα. Συγκεκριμένα, παρατηρήθηκαν υψηλότερες τιμές observed richness, Shannon index και Simpson index (1-D), γεγονός που υποδηλώνει αυξημένη ενδοδειγματική ποικιλότητα. Η beta diversity ανέδειξε επίσης σημαντική διαφοροποίηση της συνολικής μικροβιακής σύνθεσης μεταξύ των δύο ομάδων. Σε επίπεδο γένους, η PERMANOVA έδειξε στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ των μικροβιακών προφίλ (pseudo-F = 43,10, R² = 0,263, p = 0,001), ενώ η PERMDISP ανέδειξε σημαντικά μεγαλύτερη ενδοομαδική διασπορά στα non-Lactobacillus-dominant δείγματα (F = 1828,89, p = 0,001). Παρόμοια διαφοροποίηση παρατηρήθηκε και σε επίπεδο βακτηριακού φύλου. Η πιλοτική αξιολόγηση της εμπειρίας των πρώτων 20 συμμετεχουσών έδειξε υψηλό βαθμό ενημέρωσης, αποδοχής και συνολικής ικανοποίησης, καθώς και περιορισμένη σωματική επιβάρυνση από τη διαδικασία. Συμπεράσματα: Η παρούσα μελέτη ανέδειξε δύο διακριτά μικροβιακά προφίλ ενδομητρίου σε γυναίκες με υπογονιμότητα ή καθ’ έξιν αποβολές. Τα Lactobacillus-dominant δείγματα χαρακτηρίστηκαν από χαμηλότερη μικροβιακή ποικιλότητα και μεγαλύτερη ομοιογένεια, ενώ τα non-Lactobacillus-dominant δείγματα εμφάνισαν αυξημένη alpha diversity, μεγαλύτερη συμμετοχή εναλλακτικών μη-Lactobacillus γενών/οικογενειών και σημαντικά μεγαλύτερη ενδοομαδική ετερογένεια. Τα ευρήματα υποστηρίζουν ότι η non-Lactobacillus-dominant κατηγορία δεν αποτελεί ενιαία μικροβιακή κατάσταση, αλλά ετερογενές σύνολο μικροβιακών προφίλ. Λόγω του σχεδιασμού της μελέτης, της απουσίας γόνιμης ομάδας ελέγχου και της μη συστηματικής σύνδεσης με αναπαραγωγικές εκβάσεις, τα αποτελέσματα πρέπει να ερμηνευθούν ως περιγραφικά και υποθεσιογόνα. Μελλοντικές πολυκεντρικές, προοπτικές και μεθοδολογικά τυποποιημένες μελέτες είναι απαραίτητες για τη διευκρίνιση της κλινικής σημασίας του ενδομητρικού μικροβιώματος στην υπογονιμότητα και στις καθ’ έξιν αποβολές.