Метаанализ вагинального метатранскриптома выявляет функциональные подгруппы при бактериальном вагинозе и новые стратегии колонизации

Введение: Применение «омиксных» технологий для изучения бактериального вагиноза (БВ) выявило резкие различия в составе и масштабе между вагинальными микробиомами здоровых женщин и пациенток с БВ. По сравнению с ампликонным секвенированием и метагеномным shotgun-подходом, ориентированными на один или несколько видов, исследование транскриптома вагинального микробиома на системном уровне позволяет понять, какие функции реально экспрессируются и чем они различаются при здоровье и болезни.

Результаты: Мы провели метаанализ вагинальных метатранскриптомов из трёх исследований, разделив данные на поисковую (n = 42) и валидационную (n = 297) выборки, с учётом композиционной природы данных секвенирования и различий в масштабе между здоровым вагинальным микробиомом и микробиомом при БВ. При проведении анализа дифференциальной экспрессии в поисковой выборке мы выявили множество стратегий, которые микроорганизмы, ассоциированные со здоровьем и БВ, используют для уклонения от катионных антимикробных пептидов хозяина (CAMP); предполагаемые механизмы, с помощью которых виды, ассоциированные с БВ, противостоят низкому вагинальному pH; а также возможные способы нарушения целостности вагинального эпителия с целью создания участков для адгезии и формирования биоплёнки. Кроме того, мы выявили несколько отчётливых функциональных подгрупп внутри популяции при БВ, различающихся генами, вовлечёнными в подвижность, хемотаксис, образование биоплёнки и биосинтез кофакторов. После определения молекулярных состояний здоровья и БВ в валидационной выборке с использованием терминов ортологии KEGG вместо типов состояния сообщества анализ дифференциальной экспрессии подтвердил прежние наблюдения относительно устойчивости к CAMP и нарушения целостности эпителиального барьера в здоровом микробиоме и при БВ, а также поддержал существование подгрупп с подвижностью и без неё в популяции при БВ. Эти результаты не зависели от используемой системы классификации ферментов (KEGG или EggNOG).

Выводы: Наши результаты подчёркивают необходимость фокусироваться на функциональных, а не таксономических различиях при рассмотрении роли микробиомов в болезни и указывают на пути дальнейших исследований как на потенциальные мишени лечения БВ. Видеоаннотация.