Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/28083

Type: Tese
Title: Assinaturas microbianas orais-fecais nas doenças periodontais: uma análise integrativa de modelagem classificatória supervisionada
Author(s)/Inventor(s): Oliveira, Adriana Miranda de
Advisor: Colombo, Ana Paula Vieira
Co-advisor: Lourenço, Talita Gomes Baêta
Abstract: Alterações na microbiota oral e intestinal têm sido associadas a diferentes condições. No entanto, a integração de dados microbiológicos provenientes de estudos independentes permanece um desafio analítico substancial. Este trabalho avaliou a classificação do estado periodontal com base em dados de sequenciamento do 16S rRNA oriundos de seis coortes distintas, incluindo amostras de placa subgengival e fezes. Após correção por efeito de lote, modelos de Floresta Aleatória foram treinados em conjuntos de dados combinados, além de análises estratificadas por lote para avaliar variações técnicas. Nos dados de placa, a acurácia geral foi moderada (63%), com AUC multiclasses de 0,78, embora o desempenho tenha variado entre os lotes (AUC 0,94 para NGS-SG vs. 0,79 para BPI). Modelos com dados fecais mostraram instabilidade semelhante, principalmente devido ao desequilíbrio entre grupos clínicos e ao efeito de lote. Entre os achados, espécies como Mogibacterium timidum, Pseudoramibacter alactolyticus e Aggregatibacter actinomycetemcomitans foram associadas a condições mais avançadas de doença, enquanto Actinomyces spp. e Veillonella spp. estiveram relacionadas à saúde periodontal. Em amostras fecais, a gengivite foi associada a gêneros como Fusicatenibacter, Blautia e Dorea, e os casos mais graves a membros da família Lachnospiraceae. Um achado notável foi a detecção de gêneros tipicamente orais (Fusobacterium, Streptococcus, Treponema) na microbiota intestinal de pacientes com gengivite em um dos lotes, sugerindo uma possível sobreposição oral–intestinal. No entanto, padrões de abundância de táxons relevantes, como Prevotella multiformis e Desulfobulbus HMT 041, mostraram-se inconsistentes entre lotes. Esses resultados demonstram tanto a viabilidade quanto as limitações da identificação de assinaturas microbianas associadas a diferentes condições periodontais em dados integrados, destacando a necessidade de harmonização metodológica e validação consciente dos efeitos técnicos em pesquisas de microbioma multicêntricas.
Abstract: Alterations in the oral and gut microbiota have been associated with distinct periodontal conditions. However, integrating microbiome data from independent studies remains a significant analytical challenge. This study evaluated the classification of periodontal status using 16S rRNA sequencing data from six distinct cohorts comprising dental biofilm and fecal samples. Following centered log-ratio transformation and batch correction, Random Forest models were trained on combined datasets, with additional batch-stratified analyses used to assess technical variation. In dental biofilm data, overall classification accuracy was moderate (63%) with a multiclass AUC of 0.78, although model performance varied across sequencing batches (AUC 0.94 vs. 0.79). Stool-based models showed similar instability, mainly due to clinical group imbalance and batch origin. Regarding oral taxa, species such as Mogibacterium timidum, Pseudoramibacter alactolyticus, and Aggregatibacter actinomycetemcomitans were associated with more advanced clinical disease, whereas Actinomyces spp. and Veillonella spp. were linked to periodontal health. In fecal samples, gingivitis was associated with genera such as Fusicatenibacter, Blautia, and Dorea, and more severe cases with members of the Lachnospiraceae family. A notable finding was the detection of oral-associated genera (Fusobacterium, Streptococcus, Treponema) in the gut microbiota of gingivitis patients in one sequencing batch, suggesting a possible oral–gut microbial overlap. However, abundance patterns of key taxa such as Prevotella multiformis and Desulfobulbus HMT-041 varied across batches. These findings demonstrate both the potential and limitations of identifying microbiome-based biomarkers across periodontal conditions using integrated datasets, and underscore the importance of methodological harmonization and batch-aware validation in multi-study microbiome research.
Keywords: Doenças periodontais
Microbiota
Placa dentária
Microbioma gastrointestinal
Periodontal diseases
Dental plaque
Gastrointestinal microbiome
Subject CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIA
Program: Programa de Pós-Graduação em Ciências (Microbiologia)
Production unit: Instituto de Microbiologia Paulo de Góes
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: 12-Jun-2025
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Citation: Oliveira, A. M. de. (2025) Assinaturas microbianas orais-fecais nas doenças periodontais: uma análise integrativa de modelagem classificatória supervisionada [Tese de Doutorado, Universidade Federal do Rio de Janeiro]. Repositório Institucional Pantheon.
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