Characterization of urinary microbiome dysbiosis in prostate cancer and benign prostatic hyperplasia: A metagenomics study from North-Eastern Algeria

Resumo Técnico: Caracterização da Disbiose do Microbioma Urinário no Cancro da Próstata e Hiperplasia Benigna da Próstata

Definição do Problema
O cancro da próstata (CP) continua a ser uma das principais causas de mortalidade relacionada com o cancro em homens, enquanto a hiperplasia benigna da próstata (HBP) impacta significativamente a qualidade de vida. A inflamação crónica é um contribuinte reconhecido para a carcinogénese prostática, e evidências emergentes sugerem que o microbioma intestinal influencia a inflamação sistémica e a regulação hormonal. No entanto, o trato urinário, anteriormente considerado estéril, tem sido pouco explorado como fonte de biomarcadores microbianos para doenças prostáticas. Até à data, nenhum estudo investigou os perfis do microbioma urinário em pacientes com CP e HBP na população argelina, deixando uma lacuna na compreensão da dinâmica microbiana regional e de potenciais marcadores de diagnóstico não invasivos.

Metodologia
Este estudo piloto retrospectivo analisou amostras de urina de 68 participantes do sexo masculino no Nordeste da Argélia, categorizados em três grupos: 22 pacientes com CP (11 a receber quimioterapia), 32 pacientes com HBP e 14 controles saudáveis. Todos os participantes tinham mais de 40 anos.

• Processamento de Amostras: As amostras de urina (mínimo de 10 mL) foram centrifugadas e o DNA total foi extraído do pellet utilizando um protocolo personalizado adaptado para o instrumento EZ1 Advanced XL (Qiagen).
• Sequenciação: A análise metagenómica direcionada foi realizada através da sequenciação do gene 16S rRNA das regiões hipervariáveis V3–V4 numa plataforma Illumina MiSeq (2×300 bp paired-end).
• Bioinformática: As sequências brutas foram processadas utilizando o pipeline DADA2 para filtragem de qualidade, remoção de quimeras e correção de erros. A classificação taxonómica foi realizada contra a base de dados de referência SILVA (v2022) para gerar tabelas de Variantes de Sequência de Ampulagem (ASV).
• Análise Estatística: Os dados do microbioma foram analisados utilizando R (pacotes phyloseq, decontam). A diversidade alfa foi avaliada através dos índices de Shannon e Inverse Simpson. A diversidade beta foi avaliada através de Análise de Coordenadas Principais (PCoA) baseada na dissimilaridade de Bray-Curtis, com teste de PERMANOVA para significância, ajustando para a idade como covariável. A abundância diferencial foi testada utilizando testes de Kruskal-Wallis com correção de Benjamini-Hochberg.

Principais Resultados
O estudo identificou 2.916 ASVs em toda a coorte, revelando assinaturas microbianas distintas entre os três grupos:

• Padrões de Diversidade: As amostras de HBP exibiram a maior diversidade alfa, seguidas pela CP, com os controles apresentando a menor diversidade (índice de Shannon, p = 0,001). A análise de diversidade beta confirmou o agrupamento distinto das amostras de CP (p = 0,001), indicando uma redução da variabilidade intra-grupo em comparação com os grupos de HBP e controle, que são mais heterogéneos.
• Composição Taxonómica:
  • CP: A urina foi dominada por Streptococcus (13,45%), Gardnerella (10,80%) e Klebsiella (10,48%). Ao nível da espécie, Gardnerella vaginalis e Streptococcus mitis foram proeminentes.
  • HBP: As amostras mostraram maiores abundâncias de bactérias anaeróbias ou microaerofílicas pró-inflamatórias, incluindo Fusobacterium (16,4% ao nível do género), Prevotella (10,7%) e Campylobacter (7,43%).
  • Controles: Embora menos diversos, os controles mostraram enriquecimento de Escherichia-Shigella (p < 0,0001) em comparação com os grupos de doença.
• Impacto da Quimioterapia: Dentro do grupo de CP, a quimioterapia induziu uma disbiose profunda. As amostras pós-quimioterapia mostraram um aumento significativo de Proteobacteria (56,2% vs. 29,8% em não tratados) e um esgotamento de Firmicutes e Actinobacteria. Táxons benéficos como Lactobacillus crispatus e Corynebacterium amycolatum foram significativamente reduzidos, enquanto espécies uropatogénicas como Escherichia coli e Enterococcus faecalis, e bactérias oportunistas como Finegoldia magna e Prevotella bivia, foram enriquecidas.
• Fatores de Confusão: Embora a idade tenha diferido significativamente entre os grupos, a análise multivariada indicou que o diagnóstico (CP vs. HBP vs. Controle) foi o principal motor da composição do microbioma, e não a idade.

Significado e Alegações
Os autores afirmam que este estudo fornece a primeira visão regional da dinâmica do microbioma urinário em doenças da próstata em populações do Norte de África. As principais contribuições incluem:

1. Identificação de Biomarcadores: O estudo identifica assinaturas microbianas distintas para a CP (enriquecida em Gardnerella e Klebsiella) e para a HBP (enriquecida em táxons anaeróbios pró-inflamatórios como Fusobacterium e Prevotella), sugerindo que o microbioma urinário é um biomarcador não invasivo promissor para a estratificação da doença.
2. Efeitos da Quimioterapia: A investigação destaca que a quimioterapia desestabiliza significativamente o ecossistema urinário, esgotando as bactérias protetoras e aumentando a abundância de uropatógenos, o que pode comprometer a integridade da mucosa e aumentar o risco de infeção.
3. Implicações Terapêuticas: Os autores propõem que intervenções baseadas no microbioma, especificamente a suplementação com probióticos para restaurar os táxons benéficos como o Lactobacillus, poderiam ajudar a restaurar o equilíbrio microbiano e apoiar a saúde urogenital na gestão da doença da próstata.

Limitações
Os autores reconhecem várias limitações: um tamanho de amostra relativamente pequeno (particularmente nos grupos de CP e controlo), a falta de dados longitudinais para acompanhar as alterações do microbioma antes e depois da quimioterapia, o uso de sequenciação parcial de 16S rDNA que limita a resolução ao nível da espécie, e a ausência de dados de seguimento sobre pacientes com HBP que possam ter progredido para CP. Apesar destas restrições, o estudo estabelece uma ligação fundamental entre a disbiose urinária e a patologia prostática neste grupo demográfico específico.