Todos os procedimentos experimentais do presente estudo foram conduzidos de acordo com o Guia para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório dos Institutos Nacionais de Saúde e foram aprovados pelo Comitê Institucional de Cuidado e Uso de Animais (Número de Aprovação IACUC-2023-0156).
Animais
Ratos fêmeas Sprague-Dawley (n = 24, com 6 semanas de idade, peso corporal de 180–200 g) foram obtidos do Centro de Animais de Laboratório da instituição afiliada e mantidos em condições ambientais controladas (temperatura de 22 ± 2°C, umidade de 50 ± 10%, ciclo claro/escuro de 12 horas) com acesso ad libitum a ração padrão para roedores e água purificada. Após um período de aclimatação de uma semana, os animais foram aleatoriamente distribuídos em três grupos experimentais (n = 8 por grupo): Controle, Modelo de SOP e Tratamento com ZeLan. O tamanho da amostra foi determinado com base em estudos anteriores que investigaram alterações na microbiota intestinal em modelos de SOP, sendo que a análise de poder indicou que 8 animais por grupo proporcionariam 80% de poder para detectar uma diferença de 1,5 vez nos índices de diversidade alfa em α = 0,05.
Estabelecimento do modelo de SOP e protocolo de tratamento
O modelo de SOP foi estabelecido utilizando um protocolo bem validado que envolve injeção subcutânea de dehidroepiandrosterona (DHEA; Sigma-Aldrich, EUA) dissolvida em óleo de gergelim na região dorsal do pescoço, na dose de 6 mg/100 g de peso corporal diariamente por 21 dias consecutivos. Os animais controle receberam volumes equivalentes de veículo de óleo de gergelim. A linha do tempo experimental completa compreendeu 7 dias de aclimatação, 21 dias de indução do modelo e 28 dias de intervenção, com coleta final no dia 56 do protocolo, incluindo o período de aclimatação (Figura 1). O extrato ZeLan foi preparado a partir da planta autenticada Lycopus lucidus Turcz. por extração aquosa e foi padronizado para conter flavonoides totais em quantidade não inferior a 2,5%, conforme determinado por cromatografia líquida de alta eficiência, que serviu como critério de controle de qualidade química do extrato botânico. Após a conclusão do estabelecimento do modelo induzido por DHEA, os ratos do grupo ZeLan receberam por gavagem oral o extrato ZeLan na dose de 200 mg/kg de peso corporal diariamente por 28 dias consecutivos, enquanto os grupos Controle e Modelo receberam volumes equivalentes de água destilada. A dose de 200 mg/kg foi escolhida como uma dose farmacológica exploratória com base em experiências prévias com extratos botânicos em animais e considerações preliminares de tolerabilidade; uma avaliação formal da resposta à dose não fez parte do presente desenho experimental. O peso corporal foi registrado semanalmente ao longo do período experimental. Neste desenho experimental, o sucesso do estabelecimento do modelo de SOP foi avaliado com base no protocolo de indução com DHEA, juntamente com fenótipos endócrinos e metabólicos no ponto final, incluindo peso corporal, testosterona sérica, razão LH/FSH e insulina em jejum. Exame histopatológico ovariano, contagem de folículos, quantificação de corpos lúteos e monitoramento serial do ciclo estral não foram incluídos como pontos finais de confirmação do modelo, e, portanto, a interpretação da disfunção ovariana baseou-se em indicadores endócrinos e metabólicos, e não em avaliação direta ao nível tecidual.
Coleta e processamento de amostras
Amostras (soro e fezes) foram coletadas dos três grupos (n = 8 por grupo) para análises bioquímicas, de microbiota e de metabolômica subsequentes. As coletas terminais foram realizadas pela manhã, após jejum noturno, para reduzir a variabilidade relacionada ao ciclo circadiano e à alimentação. As amostras de sangue foram coletadas da aorta abdominal sob anestesia e centrifugadas a 3.000 × g durante 15 minutos a 4°C para obtenção do soro, que foi fracionado e armazenado a -80°C até as análises hormonais e metabolômicas. Amostras frescas de fezes foram coletadas diretamente do ceco em condições assépticas em criotubos estéreis, mantidas sobre gelo seco durante o transporte, congeladas rapidamente em nitrogênio líquido dentro de 10 minutos após a coleta e armazenadas a -80°C até o sequenciamento do gene 16S rRNA.
Medições hormonais no soro
As concentrações séricas de testosterona, hormônio luteinizante (LH), hormônio folículo-estimulante (FSH) e insulina foram quantificadas utilizando kits comerciais de ensaio imunoenzimático (ELISA) (Cusabio Biotech, Wuhan, China), conforme as instruções do fabricante. A razão LH/FSH foi calculada como um índice composto de desequilíbrio gonadotrófico característico da SOP. Todas as amostras foram analisadas em duplicata, e as medições cujos coeficientes de variação em duplicata fossem superiores a 15% foram repetidas. Exigia-se que os coeficientes de variação intraensaio e interensaio permanecessem abaixo de 10% e 15%, respectivamente. Possíveis valores aberrantes foram verificados com base nos registros originais e nas informações de desempenho do ensaio, e nenhum valor foi excluído unicamente por critérios estatísticos sem uma justificativa técnica documentada.
Sequenciamento do gene do RNA ribossomal 16S e análise bioinformática
O DNA genômico bacteriano total foi extraído do conteúdo cecal utilizando o QIAamp DNA Stool Mini Kit (Qiagen, Alemanha), seguindo o protocolo do fabricante. A qualidade e a quantidade do DNA foram avaliadas por espectrofotometria NanoDrop e eletroforese em gel de agarose, e os extratos de DNA foram armazenados a -80°C antes da construção da biblioteca. As regiões hipervariáveis V3-V4 do gene 16S rRNA foram amplificadas usando os primers universais 338F (5'-ACTCCTACGGGAGGCAGCA-3') e 806R (5'-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3') com sequências adaptadoras Illumina. As bibliotecas de amplicons foram construídas, purificadas, quantificadas, reunidas em concentrações equimolares e sequenciadas na plataforma Illumina NovaSeq 6000 (Novogene, Pequim, China) utilizando leituras pareadas de 250 pb.
As leituras brutas de sequenciamento foram processadas usando o pipeline QIIME2 (versão 2022.2). As leituras pareadas foram desmultiplexadas, unidas, filtradas por qualidade utilizando um limiar de pontuação Phred de pelo menos 20 e processadas com o DADA2 para remover sequências quiméricas e gerar variantes de sequência de amplicon (ASVs). A classificação taxonômica foi realizada contra a base de dados de referência SILVA 138 utilizando um classificador bayesiano ingênuo. Métricas de diversidade alfa, incluindo índice de Shannon, índice de Simpson e estimador Chao1, foram calculadas para avaliar a diversidade e riqueza intra-amostra. Os resultados de profundidade de sequenciamento, incluindo resumos de leituras, tabelas de abundância de ASVs, cobertura de Good e arquivos de curvas de rarefação, foram tratados como parte do conjunto de dados do microbioma descrito na seção Disponibilidade de Dados. A análise linear de tamanho do efeito (LEfSe) foi utilizada para identificar táxons associados à doença na comparação Controle versus Modelo, utilizando um limiar de pontuação LDA maior que 2,0 e P < 0,05; a reversão associada ao ZeLan foi avaliada comparando a direção das alterações na abundância taxonômica no grupo ZeLan em relação ao grupo Modelo.
Análise de metabolômica não direcionada
O perfil metabólomico do soro foi realizado utilizando cromatografia líquida de ultra-alta eficiência acoplada à espectrometria de massas com analisador quadrupolo e tempo de voo (UHPLC-Q-TOF-MS; Agilent 1290 Infinity II/6550, EUA). Amostras de soro (100 μL) foram misturadas com 400 μL de metanol frio:acetonitrila (1:1, v/v) contendo padrões internos, agitadas em vórtex e incubadas a -20°C por 1 hora para precipitar as proteínas. Após centrifugação a 14.000 × g durante 15 minutos, os sobrenadantes foram secos sob fluxo de nitrogênio e reconstituídos em 100 μL de acetonitrila:água (1:1, v/v) para análise. A separação cromatográfica foi realizada em coluna ACQUITY UPLC HSS T3 (2,1 × 100 mm, 1,8 μm) mantida a 40°C, utilizando água contendo 0,1% de ácido fórmico como fase móvel A e acetonitrila contendo 0,1% de ácido fórmico como fase móvel B, com vazão de 0,30 mL/min. Um programa em gradiente com aumento da fase orgânica de 5% a 95%, seguido de lavagem e reequilíbrio da coluna, foi utilizado para separação dos metabólitos. Os dados espectrométricos de massas foram adquiridos nos modos de ionização por eletrospray positivo e negativo, com faixa de varredura de m/z 50–1200; os parâmetros da fonte incluíram tensão de capilar de 3,5 kV, fluxo de gás de secagem de 10 L/min, temperatura do gás de secagem de 325°C, pressão do nebulizador de 35 psi e tensão do fragmentador de 120 V.
Os arquivos de dados brutos foram convertidos para o formato mzXML e processados usando o pacote XCMS no R para detecção de picos, alinhamento do tempo de retenção e integração da área dos picos. Amostras de controle de qualidade, preparadas pela combinação de alíquotas iguais de todos os extratos séricos, foram inseridas ao longo da sequência analítica para monitorar a estabilidade do instrumento. Características com ausência excessiva ou reprodutibilidade instável no controle de qualidade foram removidas antes da modelagem estatística. A identificação dos metabólitos foi realizada comparando a massa exata, o tempo de retenção e os padrões de fragmentação em MS/MS com os bancos de dados Human Metabolome Database (HMDB), METLIN e bibliotecas espectrais internas. Análises estatísticas multivariadas foram conduzidas usando o MetaboAnalyst 5.0. As características de metabólitos mantidas para relatórios posteriores foram priorizadas usando um critério combinado que incluiu contribuição discriminatória multivariada, direção da variação, e evidência estatística; os valores de P foram ajustados utilizando o método de Benjamini-Hochberg para levar em conta testes múltiplos. A tabela completa de relatório anotada, contendo 52 características de metabólitos, está disponível como Tabela Suplementar 1. A análise de enriquecimento de vias metabólicas foi realizada utilizando o banco de dados Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG).
Análise estatística
Todas as análises estatísticas foram realizadas utilizando o SPSS versão 26.0 (IBM Corporation, Armonk, NY, EUA) e o software R (versão 4.2.1). Os dados contínuos foram expressos como média ± desvio padrão (DP) e avaliados quanto à normalidade utilizando o teste de Shapiro-Wilk antes dos testes inferenciais. Para dados com distribuição normal, foi utilizada a análise de variância de um fator (ANOVA) seguida pelo teste post hoc de Tukey para comparações entre múltiplos grupos; para dados com distribuição não normal, foi utilizado o teste de Kruskal-Wallis com teste post hoc de Dunn. As correlações entre táxons microbianos intestinais e metabólitos séricos foram avaliadas utilizando o coeficiente de correlação de postos de Spearman e visualizadas como mapas de calor agrupados hierarquicamente. Os valores-P das correlações foram ajustados para múltiplos testes utilizando o método da taxa de falsas descobertas de Benjamini-Hochberg, e somente as correlações que foram consistentes em direção e estatisticamente significativas foram interpretadas. Um valor-P bicaudal < 0,05 foi considerado estatisticamente significativo, salvo quando um limiar de valor-P ajustado foi especificado.