Todos los procedimientos experimentales del presente estudio se llevaron a cabo de acuerdo con la Guía de los Institutos Nacionales de Salud para el Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio y fueron aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales (Número de aprobación: IACUC-2023-0156).
Animales
Se obtuvieron ratas hembra Sprague-Dawley (n = 24, 6 semanas de edad, peso corporal 180–200 g) del Centro de Animales de Laboratorio de la institución afiliada y se mantuvieron en condiciones ambientales controladas (temperatura 22 ± 2°C, humedad 50 ± 10%, ciclo de luz/oscuridad de 12 horas) con acceso ad libitum a alimento estándar para roedores y agua purificada. Tras un período de aclimatación de una semana, los animales se asignaron aleatoriamente a tres grupos experimentales (n = 8 por grupo): Control, Modelo de SOPQ y Tratamiento con ZeLan. El tamaño de la muestra se determinó según estudios previos que investigaron alteraciones en la microbiota intestinal en modelos de SOPQ, y el análisis de potencia indicó que 8 animales por grupo proporcionarían un 80 % de potencia para detectar una diferencia de 1,5 veces en los índices de diversidad alfa a α = 0,05.
Establecimiento del modelo de SOP y protocolo de tratamiento
El modelo de SOP fue establecido mediante un protocolo bien validado que consiste en la inyección subcutánea de dehidroepiandrosteroona (DHEA; Sigma-Aldrich, EE. UU.) disuelta en aceite de sésamo en la región dorsal del cuello, a una dosis de 6 mg/100 g de peso corporal diariamente durante 21 días consecutivos. Los animales del grupo control recibieron volúmenes equivalentes de aceite de sésamo como vehículo. La cronología completa del experimento incluyó 7 días de aclimatación, 21 días de inducción del modelo y 28 días de intervención, con muestreo final en el día 56 del protocolo, incluyendo el período de aclimatación (Figura 1). El extracto de ZeLan se preparó a partir de la planta autentificada Lycopus lucidus Turcz. mediante extracción acuosa y se normalizó para contener flavonoides totales en no menos del 2,5 % mediante cromatografía líquida de alta eficacia, que sirvió como criterio químico de control de calidad del extracto botánico. A partir del final del establecimiento del modelo inducido por DHEA, las ratas del grupo ZeLan recibieron por vía oral el extracto de ZeLan a 200 mg/kg de peso corporal diariamente durante 28 días consecutivos, mientras que los grupos Control y Modelo recibieron volúmenes equivalentes de agua destilada. La dosis de 200 mg/kg se seleccionó como una dosis farmacológica exploratoria basada en experiencias previas con extractos botánicos en animales y consideraciones preliminares de tolerabilidad; no se incluyó una evaluación formal de respuesta a la dosis en el presente diseño. El peso corporal se registró semanalmente durante todo el período experimental. En este diseño experimental, el establecimiento exitoso del modelo de SOP se evaluó mediante el protocolo de inducción con DHEA junto con fenotipos endocrinos y metabólicos finales, incluyendo el peso corporal, testosterona sérica, relación LH/FSH e insulina en ayunas. No se incluyeron como puntos finales para confirmar el modelo el examen histopatológico ovárico, el conteo de folículos, la cuantificación del cuerpo lúteo ni la monitorización seriada del ciclo estral, por lo que la interpretación de la disfunción ovárica se basó en las respuestas endocrinas y metabólicas y no en una evaluación directa a nivel tisular.
Recolección y procesamiento de muestras
Se recolectaron muestras (suero y heces) de los tres grupos (n = 8 por grupo) para análisis posteriores de tipo bioquímico, de microbiota y metabolómico. Las recolecciones finales se realizaron por la mañana tras un ayuno nocturno para reducir la variabilidad relacionada con el ritmo circadiano y la alimentación. Las muestras de sangre se obtuvieron de la aorta abdominal bajo anestesia y se centrifugaron a 3.000 × g durante 15 minutos a 4 °C para obtener el suero, el cual se fraccionó y almacenó a -80 °C hasta su análisis hormonal y metabolómico. Las muestras fecales frescas se recolectaron directamente del ciego en condiciones asépticas en tubos criogénicos estériles, se mantuvieron sobre hielo seco durante el traslado, se congelaron rápidamente en nitrógeno líquido dentro de los 10 minutos posteriores a la recolección y se almacenaron a -80 °C hasta la secuenciación del gen 16S ARNr.
Mediciones hormonales en suero
Las concentraciones séricas de testosterona, hormona luteinizante (LH), hormona foliculoestimulante (FSH) e insulina se cuantificaron mediante kits comerciales de ensayo por inmunoabsorción con enzimas (ELISA) (Cusabio Biotech, Wuhan, China) según las instrucciones del fabricante. Se calculó la relación LH/FSH como un índice compuesto de desequilibrio gonadotrópico característico del síndrome de ovario poliquístico (PCOS). Todas las muestras se analizaron por duplicado, y las mediciones cuyos coeficientes de variación duplicados superaron el 15 % se repitieron. Se requirió que los coeficientes de variación intraensayo e interensayo permanecieran por debajo del 10 % y el 15 %, respectivamente. Los valores potencialmente atípicos se examinaron comparándolos con los registros originales y la información sobre el desempeño del ensayo, y ningún valor se excluyó únicamente por motivos estadísticos sin una justificación técnica documentada.
Secuenciación del gen ARNr 16S y análisis bioinformático
Se extrajo el ADN genómico bacteriano total de los contenidos cecales utilizando el QIAamp DNA Stool Mini Kit (Qiagen, Alemania) siguiendo el protocolo del fabricante. La calidad y cantidad de ADN se evaluaron mediante espectrofotometría NanoDrop y electroforesis en gel de agarosa, y los extractos de ADN se almacenaron a -80°C antes de la construcción de la biblioteca. Las regiones hipervariables V3-V4 del gen 16S de ARNr se amplificaron utilizando los cebadores universales 338F (5'-ACTCCTACGGGAGGCAGCA-3') y 806R (5'-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3') con secuencias adaptadoras de Illumina. Se construyeron bibliotecas de amplicones, que fueron purificadas, cuantificadas, agrupadas en concentraciones equimolares y secuenciadas en la plataforma Illumina NovaSeq 6000 (Novogene, Pekín, China) utilizando lecturas apareadas de 250 pb.
Las lecturas de secuenciación crudas se procesaron utilizando la canalización QIIME2 (versión 2022.2). Las lecturas emparejadas se desmultiplexaron, fusionaron, filtraron por calidad utilizando un umbral de puntuación Phred de al menos 20 y se procesaron con DADA2 para eliminar secuencias quiméricas y generar variantes de secuencias de amplicones (ASVs). La clasificación taxonómica se realizó frente a la base de datos de referencia SILVA 138 utilizando un clasificador Bayesiano ingenuo. Se calcularon métricas de diversidad alfa, incluyendo el índice de Shannon, el índice de Simpson y el estimador de Chao1, para evaluar la diversidad y riqueza dentro de las muestras. Los resultados de profundidad de secuenciación, incluyendo resúmenes de lecturas, tablas de abundancia de ASV, cobertura de Good y archivos de curvas de rarefacción, se consideraron parte del conjunto de datos del microbioma descrito en la sección Disponibilidad de Datos. Se utilizó el tamaño del efecto del análisis discriminante lineal (LEfSe) para identificar taxones asociados con la enfermedad en la comparación entre Control y Modelo, utilizando un umbral de puntuación LDA mayor a 2,0 y P < 0,05; la reversión asociada con ZeLan se evaluó comparando la dirección de los cambios en la abundancia taxonómica en el grupo ZeLan respecto al grupo Modelo.
Análisis de metabolómica no dirigida
Se realizó un perfilado metabolómico en suero mediante cromatografía líquida de ultra alto rendimiento acoplada a espectrometría de masas con cuadrupolo y tiempo de vuelo (UHPLC-Q-TOF-MS; Agilent 1290 Infinity II/6550, EE. UU.). Las muestras de suero (100 μL) se mezclaron con 400 μL de metanol frío:acetonitrilo (1:1, v/v) que contenía estándares internos, se agitaron en vórtex y se incubaron a -20°C durante 1 hora para precipitar las proteínas. Tras la centrifugación a 14.000 × g durante 15 minutos, los sobrenadantes se secaron con un flujo de nitrógeno y se reconstituyeron en 100 μL de acetonitrilo:agua (1:1, v/v) para su análisis. La separación cromatográfica se llevó a cabo en una columna ACQUITY UPLC HSS T3 (2,1 × 100 mm, 1,8 μm) mantenida a 40°C, utilizando agua que contenía 0,1% de ácido fórmico como fase móvil A y acetonitrilo que contenía 0,1% de ácido fórmico como fase móvil B, con un flujo de 0,30 mL/min. Se utilizó un programa en gradiente que aumentó la fase orgánica del 5% al 95%, seguido de lavado y reequilibrio de la columna, para la separación de los metabolitos. Los datos espectrométricos de masas se adquirieron en modos de ionización por electrospray positivo y negativo, con un rango de barrido de m/z 50–1200; los parámetros de la fuente incluyeron un voltaje de capilar de 3,5 kV, un flujo de gas de secado de 10 L/min, una temperatura de gas de secado de 325°C, una presión de nebulizador de 35 psi y un voltaje del fragmentador de 120 V.
Los archivos de datos brutos se convirtieron al formato mzXML y se procesaron utilizando el paquete XCMS en R para la detección de picos, la alineación del tiempo de retención y la integración del área del pico. Se insertaron muestras de control de calidad, preparadas mediante la combinación de alícuotas iguales de todos los extractos de suero, a lo largo de la secuencia analítica para monitorear la estabilidad del instrumento. Se eliminaron las características con ausencia excesiva o con reproducibilidad inestable en el control de calidad antes del modelado estadístico. La identificación de metabolitos se realizó comparando la masa exacta, el tiempo de retención y los patrones de fragmentación en MS/MS con los de la base de datos Human Metabolome Database (HMDB), METLIN y bibliotecas espectrales internas. Se realizaron análisis estadísticos multivariados utilizando MetaboAnalyst 5.0. Las características de metabolitos conservadas para el informe final se priorizaron utilizando un criterio combinado que incluyó la contribución discriminante multivariada, la dirección del cambio de expresión y la evidencia estadística; los valores P se ajustaron mediante el método de Benjamini-Hochberg para tener en cuenta las pruebas múltiples. La tabla completa de informe anotada, que contiene 52 características de metabolitos, se proporciona como Tabla Suplementaria 1. El análisis de enriquecimiento de vías metabólicas se realizó utilizando la base de datos Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG).
Análisis estadístico
Todos los análisis estadísticos se realizaron utilizando SPSS versión 26.0 (IBM Corporation, Armonk, NY, USA) y el software R (versión 4.2.1). Los datos continuos se expresaron como media ± desviación estándar (DE) y se evaluó su normalidad mediante la prueba de Shapiro-Wilk antes de las pruebas inferenciales. Para datos con distribución normal, se utilizó el análisis de varianza unifactorial (ANOVA) seguido de la prueba post hoc de Tukey para comparaciones entre múltiples grupos; para datos con distribución no normal, se empleó la prueba de Kruskal-Wallis con la prueba post hoc de Dunn. Las correlaciones entre taxones microbianos intestinales y metabolitos séricos se evaluaron utilizando el coeficiente de correlación de rangos de Spearman y se visualizaron como mapas de calor agrupados jerárquicamente. Los valores P de correlación se ajustaron para múltiples comparaciones mediante el método de tasa de error falso de Benjamini-Hochberg, y solo se interpretaron aquellas correlaciones que fueron consistentes en dirección y estadísticamente significativas. Un valor P bilateral < 0,05 se consideró estadísticamente significativo, a menos que se especificara un umbral de valor P ajustado.