Investigation of the relationship between vaginal dysbiosis with the activation of genital and intestinal inflammation during the pregnancy in an in vivo muose model

Abstract

The vaginal microbiota dysbiosis is represented by a low rate of Lactobacillus and several facultative pathogens such as Gardnerella, Atopobium, and Prevotella. A low abundance of Lactobacillus crispatus and a high abundance Gardnerella vaginalis and Atopobium vaginae species are significantly associated with preterm birth. The host-microbiota has been shown to regulate maternal and fetal immune interaction and birth outcomes. Bacterial taxa associated with dysbiosis have been found to stimulate proinflammatory cytokines that induce preterm labor. Progesterone treatment is one of the targeted therapies to prevent premature birth. The study aims to investigate the role of dysbiotic microbiota in the inflammatory process in a mouse model and also the effect of progesterone treatment on immune modulation in the genital and intestinal systems during pregnancy. Our mouse model revealed that vaginal exposure to dysbiotic microbiota showed an increasing trend of proinflammatory cytokine levels in the uterus and pathological inflammation through macrophage accumulation, resulting in 28% preterm birth. After the progesterone treatment in the dysbiosis group, TNFa and IL-6 levels were decreased. Besides, the macrophage density in the uterus was reduced, and less cellular damage in the placenta was observed. Analyzing the vaginal microbiota before or during pregnancy may support the decision for initiation of progesterone therapy. Besides, our results may guide new strategies like personalized treatments with novel drugs for preventing preterm birth.

Vajinal mikrobiyota, farklı bakteri türlerini barındıran dinamik bir ortamdır. Genel olarak, üreme çağındaki sağlıklı kadınların vajinal mikrobiyotasında L. iners, L. cripatus, L. gasseri ve L. jensenii türleri baskındır. Disbiyosis, düşük Lactobacillus oranı ve Gardnerella, Atopobium ve Prevotella gibi çeşitli fakültatif patojenlerle temsil edilmektedir. Düşük Lactobacillus crispatus oranı ve artan Gardnerella vaginalis ve Atopobium vaginae kolonizasyonu erken doğum ile önemli ölçüde ilişkilidir. Mikrobiyotanın maternal ve fetal bağışıklık etkileşimini ve doğum sonuçlarını etkilediği gösterilmiştir. Vajinal mikrobiyotadaki değişiklikler ile bağışıklık tepkisi arasında önemli bir ilişki vardır. Disbiyosis ile ilişkili bakteri türlerinin, erken doğumu tetikleyen proinflamatuar sitokinlerin ekspresyonu ile ilişkili olduğu bulunmuştur. Progesteron tedavisi, erken doğumu önlemek için uygulanan tedavilerden biridir. Bu çalışma, gebe fare modelinde disbiyotik mikrobiyotanın enflamatuar süreçteki rolünü ve ayrıca progesteron tedavisinin genital ve bağırsak sistemindeki immün yanıt üzerindeki etkisini araştırmayı amaçlamaktadır. Fare modelinde, disbiyotik mikrobiyota'nın uterusta proinflamatuar sitokin değerlerinde artış eğilimi ile makrofaj birikimi yoluyla patolojik inflamasyon gösterdiğini ve bunun da %28 erken doğumla sonuçlandığı gösterilmiştir. Disbiyoz grubunda progesteron tedavisi sonrası TNFa ve IL-6 seviyelerinde anlamlı bir düşüş gözlemlenmiştir. Ayrıca progesteron tedavisi sonucu uterusta makrofaj yoğunluğunun azaldığı ve plasentada daha az hücresel hasar olduğu tespit edilmiştir. Gebelik öncesi veya sırasında vajinal mikrobiyotanın incelenmesi, progesteron tedavisine başlama kararını destekleyebilir. Ayrıca, sonuçlarımız erken doğumu önlemek için yeni ilaçlarla kişiselleştirilmiş tedaviler gibi yeni stratejilere yol gösterebilir.