Czy mikrobiom maciczny odgrywa rolę w zapewnieniu prawidłowych warunków do przebiegu procesu implantacji?

Rola mikrobiomu macicznego i pochwowego w sukcesie zapłodnienia pozaustrojowego – IVF

Michał Kunicki 

Klinika Endokrynologii Ginekologicznej, Warszawski Uniwersytet Medyczny 

00-350 ul Karowa 2 

Warszawa 

Zapłodnienie pozaustrojowe – IVF (in vitro fertilization) jest uznaną metodą stosowaną w leczeniu pary z niepłodnością. Sukces procedury zależy od wielu czynników miedzy innymi wieku kobiety, przyczyny niepłodności, czasu starań o ciążę, markerów rezerwy jajnikowej oraz wyników embriologicznych (1). 

W ostatnich latach zwrócono uwagę, że na sukces leczenia może wpływać również mikrobiom maciczny i pochwowy, czyli rodzaj i ilość mikroorganizmów obecnych w macicy i pochwie. Rola mikrobiomu jest nadal dyskutowana w tym zakresie niemniej wiele badan pokazuje, że odgrywa on istotną rolę zarówno w implantacji zarodka, jak również może wpływać na uzyskanie ciąży klinicznej i finalnie urodzenie dziecka. 

Obecnie mikrobiom postrzega się jako zbiór mikroorganizmów zajmujących określone miejsce w organizmie i tworzących nisze ekologiczne. Natomiast zaburzenia równowagi w jego strukturze prowadzą do powstania tzw. dysbiozy. Może to skutkować namnażaniem się bakterii wywołujących określone objawy i choroby (2,3). 

Badania nad mikrobiomem wykazały, że największą pulę w organizmie stwierdza się w przewodzie pokarmowym i układzie moczowo-płciowym gdzie stanowi odpowiednio 29 % i 9% całego mikrobiomu człowieka. 

Wyniki badań nad bakteriami kolonizującymi układ płciowy dowiodły, że gatunki Lactobacillus stanowią 90–95% całkowitej liczby bakterii w pochwie. Działanie tych bakterii polega wytwarzaniu zarówno kwasu mlekowego, jak i nadtlenku wodoru (H2O2). Efektem tego jest zahamowanie rozwoju innych zjadliwych bakterii w pochwie. Macica również zawiera bakterie i zaburzenie równowagi w jej mikrobiomie może mieć wpływ na powodzenia procedury IVF (2,3). 

Wcześniejsze badania opierały się przede wszystkim na wykonywaniu posiewów bakteriologicznych. Obecnie wraz z rozwojem diagnostyki w wielu pracach analizę wykonuje się przy użyciu sekwencjonowania nowej generacji NGS (ang. Next Generation Sequencing). Opiera się ona na sekwencjonowaniu podjednostek V3 i V4 bakteryjnego genu 16s rRNA, co pozwala dokładnie określić rodzaj i gatunek bakterii(2,3). 

Badania nad mikrobiomem i wpływem na płodność, a potem na wyniki zapłodnienia pozaustrojowego, prowadzone były już w XX wieku. 

Pod koniec lat 60 XX wieku Hok i wsp. przeprowadzili badania u 112 kobiet z niepłodnością które miały przejść badanie drożności jajowodów. Badania polegały na pobraniu śluzu z szyjki macicy i wykonaniu posiewu bakteriologicznego. W 3% przypadków stwierdzono Mycobacterium tuberculosis, co według badaczy mogło mieć bezpośredni wpływ na drożność jajowodów (4). 

Pod koniec lat 90 Fanchin i wsp. wykonywali badania bakteriobiomu cewników do podawania zarodków, którym przed właściwą procedurą próbnie sprawdzano drożność kanału szyjki macicy. Autorzy ci wykazali, że w grupie 279 kobiet 51% badanych próbek było dodatnich. Najczęstszym stwierdzanym patogenem była Escherichia coli: 64% i Streptococcus species: 8%. W badanych próbkach bakterie tlenowe stanowiły - 86%, beztlenowe - 5% natomiast oba rodzaje stwierdzono w 9% próbek. W 37% nie stwierdzono bakterii lub odnotowano jedynie bakterie Lactobacillus. Ograniczeniem badania było to, że nie badano próbek na obecność chlamydii i mycoplazmy. Wyniki badania pokazały również, że wskaźnik ciąż klinicznych, ciąż przekraczających 12 tydzień oraz wskaźnik implantacji był mniejszy w grupie z dodatnim posiewem w porównaniu do grupy kontrolnej i wynosił odpowiednio 24% vs. 37%; 17% vs. 28%; oraz 9% vs.16% (5). 

W prospektywnym badaniu Moore i wsp z 2000 roku autorzy badali bakteriobiom u 91 kobiet poddanych zapłodnieniu pozaustrojowemu. Próbki pobierane były zarówno z pochwy i macicy podczas pobierania komórek jajowych, jak również z końcówki cewnika podczas procedury podania zarodków. Po zabiegu pacjentki otrzymywały antybiotyk Doxycyclinę. 

W próbkach w których uzyskano wzrost bakterii Lactobacillus stwierdzono wzrost wskaźnika urodzeń żywych. Natomiast w próbkach uzyskanych z końcówki cewnika do transferu w przypadkach, gdzie przewagę miały bakterie Streptococcus viridans wskaźnik urodzeń był mniejszy (6). 

Fransiak i wsp. oceniali występowanie i skład mikrobiomu u 33 kobiet poddanych zapłodnieniu pozaustrojowemu . Występowanie bakterii było oceniane na końcówce cewników którymi wykonano procedurę podania zarodków do jamy macicy. Najczęściej stwierdzanymi a bakteriami był Lactobacillus i bakterie z rodzaju Flavobacterium. Nie wykazano różnic w mikrobiomie w grupie 18 kobiet będących w ciąży klinicznej i 15 u których zabieg nie powiódł się (7). 

Z kolei Kyono i wsp. badali grupę 102 kobiet z niepłodnością, z których 79 było poddanych procedurze IVF oraz 7 zdrowych ochotniczek. W badaniu cienkim cewnikiem pobierano zarówno próbki płynu endometrialnego, jak i wydzieliny z pochwy (8). 

Cytując wyniki uzyskane przez badaczy, mikroflora zdominowana przez Lactobacillus (>90%Lactobacillus spp.) w endometrium w porównaniu z pochwą wynosiła 38% (30/79) w porównaniu z 44% (44/79) w grupie z wykonanym zapłodnieniem in vitro, natomiast nie było różnic (74% w porównaniu z 74%) w przypadkach pacjentów niepoddawanych tej procedurze oraz u zdrowych ochotników (6% vs 86%). Główne stwierdzone taksonomie to Gardnerella, Streptococcus, Atopobium, Bifidobacterium, Sneathia, Prevotella i Staphylococcus; Mediana odsetka pałeczek kwasu mlekowego endometrium u pacjentek poddanych zapłodnieniu in vitro była niższa niż w grupie pacjentek niepoddanych tej procedurze oraz u zdrowych ochotniczek (64% w porównaniu z 96% w porównaniu z 99,5%)” 

W trakcie badania 15 kobiet uzyskało ciąże na drodze IVF, natomiast 3 w sposób naturalny. Mediana odsetka bakterii Lactobacillus endometrium i pochwy u kobiet w ciąży wynosiła odpowiednio 98% i 96%. W podsumowaniu w endometrium japońskich niepłodnych kobiet stwierdzono znaczny odsetek mikroflory niezdominowanej przez Lactobacillus (NLD). Według badaczy zwiększenie poziomu pałeczek kwasu mlekowego w endometrium do >90% może sprzyjać wynikowi implantacji u niepłodnych pacjentek z NLD. 

Kitaya zbadał 46 pacjentek z niepłodnością, u których w 28 przypadkach stwierdzono nawracające niepowodzenia implantacji, a u 18 wykonywano pierwszą próbę IVF. W badaniu tym pobierano próbki jednocześnie z pochwy i płyn z endometrium. Była to pierwsza praca u pacjentek z nawracającymi niepowodzeniami implantacji -RIF- (ang.recurrent implantation failure) u których oceniano mikrobiom z 2 niezależnych miejsc. 

W obu grupach wykryto Lactobacillus, który dominował zarówno w próbkach z endometrium jak i z pochwy. W grupie kobiet z RIF obserwowano wyższy odsetek Lactobacillus niż w grupie kontrolnej, a wyniki odnosiły się zarówno do próbek z płynu, jak i z endometrium, jednak w żadnym przypadku nie stwierdzono znamienności statystycznej (64% vs 39% , 68 vs 45%). Wskaźnik wykrywalności Gardnerella w mikrobiocie wydzieliny z endometrium wyniósł 39,3% w grupie RIF i 27,7% w grupie kontrolnej. Stwierdzono że bakterie Burkholderia były wykryte w 25% przypadków kobiet z RIF, a nie stwierdzono ich w grupie kontrolnej (9). 

W badaniu Daisuke Kadogami i wsp. wzięły udział 392 pacjentki z nawracającymi niepowodzeniami implantacji, u których poddano analizie mikroflorę endometrium. W badaniu przede wszystkim określano, który ze sposobów leczenia jest najbardziej korzystny w przypadku niedominujących przypadków Lactobacillus (NLD:non- lactobacillus dominated). NLD stanowiło 44,9% całkowitej mikroflory endometrium u pacjentek z RIF. Najczęściej wykrywaną bakterią była Gardnerella vaginalis 

Pacjenci, u których zdiagnozowano NLD, byli leczeni albo kombinacją probiotyków doustnych i dopochwowych lub doustnych prebiotyków i antybiotyków. Probiotykiem stosowanym dopochwowo zawierającym Lactobacillus był preparat InVAG (firmy Biomed). Co istotne i niezwykle ważne najwyższy wskaźnik wyleczeń wynoszący 78,6% stwierdzono w grupie otrzymującej dopochwowo probiotyk InVAG, oraz doustny antybiotyk. Leczenie to miało przewagę nad innymi kombinacjami obejmującymi doustne probiotyki + doustne prebiotyki, antybiotyki, doustne probiotyki + doustne prebiotyki + antybiotyki, probiotyk w czopku dopochwowym, gdzie odsetek wyleczeń wynosił odpowiednio 29,5%, 33,33%, 33,33%, 43,6% (10). 

W podsumowaniu należy podkreślić, że mikrobiom zarówno maciczny jak i pochwowy jest jednym z elementów odgrywających ważna rolę w zapewnieniu prawidłowych warunków do przebiegu procesu implantacji. Niedobór bakterii Lactobacillus w endometrium szyjce macicy oraz pochwie może wiązać się z niepowodzeniami IVF. Istnieją preparaty, którymi można przywrócić prawidłową mikroflorę środowiska, co może korzystnie wpłynąć na wyniki IVF. Nadal jednak potrzebne są dobrze przeprowadzone badania w porównywalnych warunkach, które pozwolą na stworzenie jednolitych standardów postepowania. 

Literatura: 

1. Ribeiro S, Sousa M In Vitro Fertilisation and Intracytoplasmic Sperm Injection predictive factors: A review of the effect of female age, ovarian reserve, male age, and male factor on IVF/ICSI treatment outcomes.JBRA Assist Reprod. 2023 Mar 30;27(1):97-111. doi: 10.5935/1518-0557.20220000. 
2. Vitale, S.G.; Ferrari, F.; Ciebiera, M.; Zgliczyńska, M.; Rapisarda, A.M.C.; Vecchio, G.M.; Pino, A.; Angelico, G.; Knafel, A.; Riemma, G.; et al. The Role of Genital Tract Microbiome in Fertility: A Systematic Review. Int. J. Mol. Sci. 2022, 23, 180. https://doi.org/10.3390/ijms23010180 
3. Knight, R.; Callewaert, C.; Marotz, C.; Hyde, E.R.; Debelius, J.; McDonald, D.; Sogin, M.L. The Microbiome and Human Biology. Annu. Rev. Genom. Hum. Genet. 2017, 18, 65–86. [CrossRef] [PubMed] 
4. Hok, T. Comparative endocervical bacteriology of the mucus. Am. J. Obstet. Gynecol. 1967, 98, 781–783. [Google Scholar] [CrossRef] 
5. Fanchin, R.; Harmas, A.; Benaoudia, F.; Lundkvist, U.; Olivennes, F.; Frydman, R. Microbial flora of the cervix assessed at the time of embryo transfer adversely affects in vitro fertilization outcome. Fertil. Steril. 1998, 70, 866–870. [Google Scholar] [CrossRef] 
6. Moore Donald. , Michael R , Soules M.D., Klein Nancy A. a, Fujimoto Victor Y . , Agnew Kathy J. , Eschenbach David A . Bacteria in the transfer catheter tip influence the live-birth rate after in vitro fertilization.Fertility and Sterility Volume 74, Issue 6, December 2000, Pages 1118-1124 
7. Franasiak, J.M.; Werner, M.D.; Juneau, C.R.; Tao, X.; Landis, J.; Zhan, Y.; Treff, N.R.; Scott, R.T. Endometrial microbiome at the time of embryo transfer: Next- generation sequencing of the 16S ribosomal subunit. J. Assist. Reprod. Genet. 2016, 33, 129–136. [Google Scholar] [CrossRef] 
8. Kyono, K.; Hashimoto, T.; Nagai, Y.; Sakuraba, Y. Analysis of endometrial microbiota by 16S ribosomal RNA gene sequencing among infertile patients: A single-center pilot study. Reprod. Med. Biol. 2018, 17, 297–306. [Google Scholar] [CrossRef] 
9. Kitaya, K.; Nagai, Y.; Arai, W.; Sakuraba, Y.; Ishikawa, T. Characterization of Microbiota in Endometrial Fluid and Vaginal Secretions in Infertile Women with Repeated Implantation Failure. Mediat. Inflamm. 2019, 2019, 1–10. [Google Scholar] [CrossRef][Green Version] 
10. Kadogami D , Nakaoka Y, Morimoto Y. Use of a vaginal probiotic suppository and antibiotics to influence the composition of the endometrial microbiota. Reprod Biol2020 Sep;20(3):307-314. doi: 10.1016/j.repbio.2020.07.001. Epub 2020 Jul 14.