The results of using the real-time PCR method for examination of the placental microbial landscape

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Aim – to study the microbiome of the placenta in full-term pregnancy with premature rupture of the membranes (PROM) in comparison with the intact membranes.

Material and methods. The study was conducted on the basis of Samara City Clinical Hospital N 1 named after N.I. Pirogov and involved 43 pregnant women at 37-41 weeks of gestation subject to elective cesarean section. The patients were divided in two groups: the main group included 24 women with PROM, the control group was formed with 19 women with intact fetal membranes. The placental tissues were taken for the real-time PCR-test for the following microorganisms: Lactobacillus spp., Enterobacteriaceae, Streptococcus spp., Staphylococcus spp., Gardnerella vaginalis / Prevotella bivia / Porphyromonas spp., Eubacterium spp., Sneathia spp. / Leptotrihia spp. / Fusobacterium spp., Megasphaera spp. / Veillonella spp. / Dialister spp., Lachnobacterium spp. / Clostridium spp., Mobiluncus spp. / Corynebacterium spp., Peptostreptococcus spp., Atopobium vaginae, Mycoplasma hominis, Ureaplasma (urealyticum + parvum), Candida spp., Mycoplasma genitalium.

Results. At the end of physiological full-term pregnancy, the bacterial population was detected in 66.7% of placentas in the main group, total bacterial count – Ме 103,2 Q1:Q3 0,0 – 103,4 GE/sample; and in 78.9% of the placentas in the control group, total bacterial count – Ме 103,3 Q1:Q3 103,1 – 103,5 GE/sample. The main representatives of the identified microorganisms were Enterobacteriaceae spp. (Me 103,2 GE/sample for PROM and Me 103,2 GE/sample for intact amniotic sac (p>0.05)). Lactobacillus spp. were determined in the placenta only in the PROM group in 8.3% of patients. The presence of Lactobacillus spp. in the tissues of the placenta is typical only for patients with PROM. Microorganisms not identified by the Femoflor-16 test were found in 50% of patients with PROM, Me 102,1 GE/sample, and in 63.2% of patients with an intact fetal bladder, Me 103,2 GE/sample, (p = 0.09). No correlation was found between PROM incidents and the characteristics of the placental microbiota.

Conclusion. In case of physiologically proceeding full-term pregnancy, it is possible to detect using the real-time PCM test a bacterial population represented by the Enterobacteriaceae spp., while in cases of PROM, Lactobacillus spp. and anaerobic vaginal flora were also detected in placental samples.

About the authors

Mariya A. Kaganova

Samara State Medical University

Author for correspondence.
Email: m.a.kaganova@samsmu.ru
ORCID iD: 0000-0001-5879-418X

PhD, Associate Professor, Department of Obstetrics and Gynecology of the Institute of Postgraduate Education

Russian Federation, Samara

Natalya V. Spiridonova

Samara State Medical University

Email: n.v.spiridonova@samsmu.ru
ORCID iD: 0000-0003-3928-3784

PhD, Professor, Head of the Department of Obstetrics and Gynecology of the Institute of Postgraduate Education

Russian Federation, Samara

References

  1. Han YW, Shen T, Chung P, et al. Uncultivated bacteria as etiologic agents of intra-amniotic inflammation leading to preterm birth. J Clin Microbiol. 2009;47:38-47. doi: 10.1128/JCM.01206-08
  2. Goldenberg RL, Hauth JC, Andrews WW. Intrauterine infection and preterm delivery. N Engl J Med. 2000;342:1500-7. doi: 10.1056/NEJM200005183422007
  3. Stout MJ, Conlon B, Landeau M, et al. Identification of intracellular bacteria in the basal plate of the human placenta in term and preterm gestations. Am J Obstet Gynecol. 2013;208(3):226.e1-7. doi: 10.1016/j.ajog.2013.01.018
  4. Satokari R, Gronroos T, Laitinen K, et al. Bifidobacterium and Lactobacillus DNA in the human placenta. Lett Appl Microbiol. 2009;48:8-12. doi: 10.1111/j.1472-765X.2008.02475.x.
  5. Parnell LA, Briggs CM, Cao B, et al. Microbial communities in placentas from term normal pregnancy exhibit spatially variable profiles. Sci Rep. 2017;7:11200. doi: 10.1038/s41598-017-11514-4
  6. Lim ES, Rodriges C, Holtz LR. Amniotic fluid from healthy term pregnancies does not harbor a detectable microbial community. Microbiome. 2018;6:87. doi: 10.1186/s40168-018-0475-7
  7. Collado MC, Rautava S, Aakko J, et al. Human gut colonisation may be initiated in utero by distinct microbial communities in the placenta and amniotic fluid. Sci Rep. [Internet]. Elsivier BV. 2015;212;1;57-58. doi: 1016/j.ajog.2014.10.128
  8. Aagaard K, Ma J, Antony KM, et al. The placenta harbors a unique microbiome. Sci Transl Med. [Internet]. American Association for the Advancement of Science (AAAS).2014;6:237ra265-237ra65. doi: 10.1126/scitranslmed.3008599
  9. Mitchell CM, Haick A, Nkwopara E. Colonization of the upper genital tract by vaginal bacterial species in non-pregnant women. Am J Obstet Gynecol. 2015;212;5;611.e1-9. doi: 10.1016/j.ajog.2014.11.043
  10. Chen HJ, Gur TL. Intrauterine Microbiota: Missing, or the Missing Link? Trends Neurosci. 2019;42:402-413. doi: 10.1016/j.tins.2019.03.008
  11. Prince AL, Ma J, Kannan PS, et al. The placental membrane microbiome is altered among subjects with spontaneous preterm birth with and without chorioamnionitis. Am J Obstet Gynecol. 2016;214(5):627.e1-627.e16. doi: 10.1016/j.ajog.2016.01.193
  12. Popova EN, Gordeev IG. Modern ideas about the human microbiota. In: Microbiota. Ed. Nikonova E.N. M., 2019;5-19. (In Russ.). [Попова Е.Н., Гордеев И.Г. Современные представления о микробиоте человека. В кн.: Микробиота. Под ред. Никоновой Е.Н. М., 2019;5-19].
  13. Fox C, Eichelberger K. Maternal microbiome and pregnancy outcomes. Fertil Steril. 2015;104(6):1358-63. doi: 10.1016/j.fertnstert.2015.09.037
  14. Peterson J, Garges S, Giovanni M, et al. The NIH Human Microbiome Project. Genome Res. 2009;19,2317-2323. doi: 10.1101/gr.096651.109
  15. Lipatov IS, Tezikov YuV, Martynova NV, et al. A universal approach to the prevention of pathological pregnancy syndrome. Science and innovations in medicine. 2017;1(5):13-23. (In Russ.). [Липатов И.С., Тезиков Ю.В., Мартынова Н.В., и др. Универсальный подход к профилактике синдрома патологической беременности. Наука и инновации в медицине. 2017;1(5):13-23]. doi: 10.35693/2500-1388-2017-0-1-13-23
  16. Boldyreva MN, Lipova EV, Alexeev LP, et al. Features of urogenital tract’s biota determined by means of real-time PCR among women of reproductive age. Journal of obstetrics and women's diseases. 2009;LVIII(6):36-42. (In Russ.). [Болдырева М.Н., Липова Е.В., Алексеев Л.П., и др. Характеристика биоты урогенитального тракта у женщин репродуктивного возраста методом ПЦР в реальном времени. Журнал акушерства и женских болезней. 2009;LVIII(6):36-42.
  17. Sukhikh GT, Prilepskaya VN, Trofimov DYu, et al. Application of the real-time polymerase chain reaction method to assess the microbiocenosis of the urogenital tract in women (femoflor test): medical technology. М., 2011:36. (In Russ.). [Сухих Г.Т., Прилепская В.Н., Трофимов Д.Ю., и др. Применение метода полимеразной цепной реакции в реальном времени для оценки микробиоценоза урогенитального тракта у женщин (тест фемофлор): медицинская технология. М., 2011:36].
  18. Voroshilina ES, Tumbinskaya LV, Donnikov AE, et al. Vaginal biocenosis with a view to quantitative polymerase chain reaction: what is its norm? Obstetrics and Gynegology. 2011;1:57-65. (In Russ.). [Ворошилина Е.С., Тумбинская Л.В., Донников А.Е., и др. Биоценоз влагалища с точки зрения количественной полимеразной цепной реакции: что есть норма? Акушерство и гинекология. 2011;1:57-65].
  19. Kaganova MA, Spiridonova NV, Kazakova AV, et al. Features of the cervical canal microbiota in prenatal amniorrhea and full-term pregnancy. Obstetrics and Gynegology. 2019;5:77-84. (In Russ.). [Каганова М.А., Спиридонова Н.В., Казакова А.В., и др. Особенности микробиоты цервикального канала при дородовом излитии околоплодных вод и доношенной беременности. Акушерство и гинекология. 2019;5:77-84]. doi: 10.18565/aig.2019.5.77-84
  20. Lauder AP, Roche AM, Sherrill-Mix S, et al. Comparison of placenta samples with contamination controls does not provide evidence for a distinct placenta microbiota. Microbiome. 2014;4:29. doi: 10.1186/s40168-016-0172-3
  21. Theis KR, Romero R, Winters AD, et al. Does the human placenta delivered at term have a microbiota? Results of cultivation, quantitative real-time PCR, 16S rRNA gene sequencing, and metagenomics. J Matern Fetal Neonatal Med. 2019;29:1-16. doi: 10.1016/j.ajog.2018.10.018
  22. de Goffau MC, Lager S, Sovio U, et al. Human placenta has no microbiome but can contain potential pathogens. Nature. 2019;572:1-21. doi: 10.1038/s41586-019-1451-5
  23. Theis KR, Romero R, Greenberg JM, et al. Consistent Evidence for Microbiota in Murine Placental and Fetal Tissues. mSphere. 2020;5(1):e00933-19. doi: 10.1128/mSphere.00933-19
  24. Satokari, R, Gronroos T, Laitinen K, et al. Bifidobacterium and Lactobacillus DNA in the human placenta. Lett Appl Microbiol. 2009;48:8-12. doi: 10.1111/j.1472-765X.2008.02475.x
  25. Zhu L, Luo F, Hu W, et al. Bacterial Communities in the Womb During Healthy Pregnancy. Front Microbiol. Bacterial Communities in the Womb During Healthy Pregnancy. Front Microbiol. 2018;6(9):2163. doi: 10.3389/fmicb.2018.02163
  26. Bagga R, Arora P. Genital Micro-Organisms in Pregnancy. Front Public Health. 2020;8:225. doi: 10.3389/fpubh. 2020. 00225
  27. Martinez KA, Romano-Keeler J, Zackular JP, et al. Bacterial DNA is present in the fetal intestine and overlaps with that in the placenta in mice. PLoS ONE. 2018;13(5):e0197439. doi: 10.1371/journal.pone.0197439
  28. Parnell LA, Briggs CM, Cao B, et al. Microbial communities in placentas from term normal pregnancy exhibit spatially variable profiles. Sci Rep. 2017;7:11200. doi: 10.1038/s41598-017-11514-4
  29. Leiby JS, McCormick K, Sherrill-Mix S, et al. Lack of detection of a human placenta microbiome in samples from preterm and term deliveries. Microbiome. 2018;6:196. doi: 10.1186/s40168-018-0575-4
  30. Vanterpool SF, Been JV, Houben ML, et al. Porphyromonas gingivalis within Placental Villous Mesenchyme and Umbilical Cord Stroma Is Associated with Adverse Pregnancy Outcome. PLoS One. 2016;11(1):e0146157. doi: 10.1371/journal.pone.0146157
  31. Younes JA, Lievens E, Hummelen R, et al. Women and their microbes: the unexpected friendship. Trends Microbiol. 2017;26:16-32. doi: 10.1016/j.tim.2017.07.008
  32. Cobb CM, Kelly PJ, Williams KB, et al. The oral microbiome and adverse pregnancy outcomes. International Journal of Women’s Health. 2017;8(9):551-559. doi: 10.2147/IJWH.S142730
  33. Pelzer E, Gomez-Arango LF, Barrett HL, Nitert MD. Maternal health and the placental microbiome. Placenta. 2017;54:30-37. doi: 10.1016/j.placenta.2016.12.003

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Kaganova M.A., Spiridonova N.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».