Use of lacticaseibacillus bacteria for treating and / or preventing polycystic ovary syndrome

Abstract

A bacteria strain of Lacticaseibacillus paracasei comprising a 16S rRNA sequence that is at least 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5% or 99.9% identical to the 16S rRNA sequence of Lacticaseibacillus paracasei K83 deposited under accession number DSM 27449. A composition comprising the bacteria. Use of the bacteria or the composition for the manufacturing of a medicament for relieving, treating and / or preventing polycystic ovary syndrome (PCOS) in a subject.

Description

USE OF LACTICASEIBACILLUS BACTERIA FOR TREATING AND / OR PREVENTING POLYCYSTIC OVARY SYNDROMEField of the InventionThe present disclosure relates to a field of therapy. In particular, the present disclosure relates to methods for relieving, treating and / or preventing polycystic ovary syndrome (PCOS) by using Lacticaseibacillus bacteria.Background of the InventionPCOS is a reproductive and endocrine disorder that affects a significant portion of women of reproductive age, with a prevalence ranging from 5%to 20%. The three classical features of PCOS are persistent menstrual irregularities, the presence of polycystic ovaries visible on ultrasound, and hyperandrogenism. Women diagnosed with PCOS often exhibit metabolic disorders and reproductive abnormalities as well as an increased risk of developing type 2 diabetes, dyslipidemia, cardiovascular disease, anxiety, and depression. The etiology and pathophysiology of PCOS remain unknown, however, substantial evidence suggests that genetics, environmental factor, lifestyle factor, and dysbiosis of gut microbiota can be responsible for the development of PCOS (Barthelmess EK, Naz RK. Polycystic ovary syndrome: current status and future perspective. Front Biosci (Elite Ed) . 2014; 6: 104-19; Tremellen K, Pearce K. Dysbiosis of Gut Microbiota (DOGMA) --a novel theory for the development of Polycystic Ovarian Syndrome. Med Hypotheses. 2012; 79 (1) : 104-12) .To date, no drug specifically for the indication of PCOS has been approved. Instead, most medications are used in off-label fashion to treat the clinical symptoms of PCOS (Vitek W, Alur S, Hoeger KM. Off-label drug use in the treatment of polycystic ovary syndrome. Fertility and Sterility. 2015; 103 (3) : 605-11) . Thus, the development of novel strategies to relieve PCOS symptoms is needed.Summary of the InventionThe present disclosure has developed new therapies for relieving, treating and / or preventing PCOS. In particular, the present disclosure has developed new therapies for treating and preventing PCOS by restoring the expression of miR-30a-5p, leading to an improvement in ovarian function by reducing the expression of Bax, a protein involved in apoptosis. In particular, the present disclosure has identified that bacterial strains of the genus Lacticaseibacillus can be effective for relieving, treating and / or preventing PCOS.Accordingly, in a first embodiment, the present disclosure provides a method for relieving, treating and / or preventing PCOS in a subject, comprising administering a bacterial strain of the genus Lacticaseibacillus or a composition comprising the bacterial strain to the subject. Alternatively, the present disclosure provides a bacterial strain of the genus Lacticaseibacillus or a composition comprising the bacterial strain for use in a method of relieving, treating and / or preventing PCOS. Alternatively, the present disclosure provides a use of a bacterial strain of the genus Lacticaseibacillus or a composition comprising a bacterial strain of the genus Lacticaseibacillus in the manufacture of a preparation for relieving, treating and / or preventing PCOS in a subject.The present disclosure also provides a Lacticaseibacillus paracasei strain comprising a 16S rRNA sequence that is at least 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%or 99.9%identical to Lacticaseibacillus paracasei K83 deposited under accession number DSM 27449. In one embodiment, the present disclosure also provides a Lacticaseibacillus paracasei K83 deposited under accession number DSM 27449.The present disclosure also provides a composition comprising any of the strains mentioned above or a combination thereof.In preferred embodiments, the composition described herein comprises a bacterial strain of the species Lacticaseibacillus paracasei. Compositions using Lacticaseibacillus paracasei may be particularly effective for relieving, treating and / or preventing PCOS. In certain embodiments, the composition described herein comprises a bacterial strain of the species Lacticaseibacillus paracasei K83 deposited under accession number DSM 27449, which may be particularly effective for relieving, treating and / or preventing PCOS.In certain embodiments, the composition described herein is for oral administration. Oral administration of the strains of the present disclosure can be effective for relieving, treating and / or preventing PCOS. Also, oral administration is convenient for patients and practitioners and allows delivery to and / or partial or total colonization of the intestine.In certain embodiments, the composition described herein comprises one or more pharmaceutically acceptable excipients or carriers.In certain embodiments, the composition described herein comprises a bacterial strain that has been lyophilized. Lyophilization is an effective and convenient technique for preparing stable compositions that allow delivery of bacteria.In certain embodiments, the composition described herein is a food product.The present disclosure has identified that treatment with bacterial strains from this genus may improve ovarian function and reduce testosterone level and / or restore the expression of miR-30a-5p, leading to an improvement in ovarian function by reducing the expression of Bax, a protein involved in apoptosis. Lacticaseibacillus paracasei may be particularly effective at improving ovarian function and reducing testosterone levels.In some embodiments, examples of the PCOS include, but are not limited to, missed periods, irregular periods, or very light periods, ovaries that are large or have many cysts, excess body hair, including the chest, stomach, and back (hirsutism) , weight gain, especially around the belly (abdomen) , acne or oily skin, male-pattern baldness or thinning hair, infertility, small pieces of excess skin on the neck or armpits (skin tags) , and dark or thick skin patches on the back of the neck, in the armpits, and under the breast.In preferred embodiments of the present disclosure, the bacterial strain described herein is of Lacticaseibacillus paracasei. Closely related strains may also be used, such as bacterial strains that have a 16S rRNA sequence that is at least 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%or 99.9%identical to the 16S rRNA sequence of a bacterial strain of Lacticaseibacillus paracasei. Preferably, the bacterial strain described herein has a 16S rRNA sequence that is at least 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%or 99.9%identical to SEQ ID NO: 1. Preferably, the bacterial strain described herein has the 16S rRNA sequence represented by SEQ ID NO: 1. Most preferably, the bacterial strain described herein is the Lacticaseibacillus paracasei K83 strain deposited under accession number DSM 27449.In some embodiments, the bacterial strains described herein are viable and capable of partially or totally colonizing the intestine. In another embodiment, the bacterial strains described herein can be heat-treated bacteria, which is still beneficial in relieving, treating and / or preventing PCOS.Accordingly, the present disclosure provides the following embodiments.Embodiment 1: A method for relieving, treating and / or preventing polycystic ovary syndrome (PCOS) in a subject, comprising administering a bacteria of a strain of the genus Lacticaseibacillus or a composition comprising the bacterial strain to the subject.Embodiment 2: The method of embodiment 1, wherein the bacterial strain has a 16S rRNA sequence that is at least 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%or 99.9%identical to the 16S rRNA sequence of a bacterial strain of Lacticaseibacillus paracasei.Embodiment 3: The method of any one of embodiments 1 and 2, wherein the bacterial strain has a 16S rRNA sequence that is at least 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%or 99.9%identical to the 16S rRNA sequence of a bacterial strain of Lacticaseibacillus paracasei K83.Embodiment 4: The method of any one of embodiments 1 to 3, wherein the bacterial strain has a 16S rRNA sequence that is at least 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%or 99.9%identical to SEQ ID NO: 1.Embodiment 5: The method of any one of embodiments 1 to 4, wherein the bacterial strain has a 16S rRNA sequence as shown in SEQ ID NO: 1.Embodiment 6: The method of any one of embodiments 1 to 5, wherein the composition is for oral administration.Embodiment 7: The method of any one of embodiments 1 to 6, wherein the bacterial strain in the composition is lyophilized.Embodiment 8: The method of any one of embodiments 1 to 7, wherein the composition is in a food product.Embodiment 9: The method of any one of embodiments 1 to 8, wherein the composition is in the form of a solid, semi-solid, liquid, or granules.Embodiment 10: The method of any one of embodiments 1 to 9, wherein the bacterial strain is viable and partially or totally colonized in the intestine.Embodiment 11: The method of any one of embodiments 1 to 10, wherein the bacterial strain is dead bacteria.Embodiment 12: The method of any one of embodiments 1 to 11, wherein the composition comprises a single strain of Lacticaseibacillus paracasei.Embodiment 13: The method of any one of embodiments 1 to 2, wherein the composition comprises the Lacticaseibacillus paracasei strain as part of a microbial consortium.Embodiment 14: The method of any one of embodiments 1 to 13, wherein the PCOS is missed periods, irregular periods, or very light periods, ovaries that are large or have many cysts, excess body hair, including the chest, stomach, and back (hirsutism) , weight gain, especially around the belly (abdomen) , acne or oily skin, male-pattern baldness or thinning hair, infertility, small pieces of excess skin on the neck or armpits (skin tags) , and dark or thick skin patches on the back of the neck, in the armpits, and under the breast.Embodiment 15: The method of any one of embodiments 1 to 4, which improves ovarian function, reduces testosterone level, restores the expression of miR-30a-5p and / or reduces the expression of Bax.Embodiment 16: A bacteria of Lacticaseibacillus paracasei strain comprising a 16S rRNA sequence that is at least 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%or 99.9%identical to the 16S rRNA sequence of Lacticaseibacillus paracasei K83 deposited under accession number DSM 27449.Embodiment 17: The bacteria of embodiment 16, wherein the 16S rRNA sequence is at least 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%or 99.9%identical to SEQ ID NO: 1.Embodiment 18: The bacteria of any one of embodiments 16 to 17, which is Lacticaseibacillus paracasei K83 deposited under accession number DSM 27449.Embodiment 19: The bacteria of any one of embodiments 16 to 18, which is viable and partially or totally colonized in the intestine.Embodiment 20: The bacteria of any one of embodiments 16 to 19, wherein the bacterial strain is heat-treated bacteria.Embodiment 21: A composition comprising the bacteria of any one of claims 16 to 20.Embodiment 22: The composition of embodiment 21, wherein the composition is for oral administration.Embodiment 23: The composition of any one of embodiments 21 to 22, wherein the bacterial strain in the composition is lyophilized.Embodiment 24: The composition of any one of embodiments 21 to 23, wherein the composition is in a food product.Embodiment 25: The composition of any one of embodiments 21 to 24, wherein the composition is in the form of a solid, semi-solid, liquid, or granules.Embodiment 26: The composition of any one of embodiments 21 to 25, wherein the composition comprises a single strain of Lacticaseibacillus paracasei.Embodiment 27: The composition of any one of embodiments 21 to 26, wherein the composition comprises the Lacticaseibacillus paracasei strain as part of a microbial consortium.Embodiment 28: The composition of any one of embodiments 21 to 27, wherein the bacterial strain is heat-treated bacteria.Embodiment 29: Use of a bacteria of a strain of the genus Lacticaseibacillus or a composition comprising the bacterial strain in the manufacture of a preparation for relieving, treating and / or preventing polycystic ovary syndrome (PCOS) in a subject, comprising administering a bacteria of a strain of the genus Lacticaseibacillus or a composition comprising the bacterial strain to the subject.Embodiment 30: The use of embodiment 29, wherein the bacterial strain has a 16S rRNA sequence that is at least 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%or 99.9%identical to the 16S rRNA sequence of a bacterial strain of Lacticaseibacillus paracasei.Embodiment 31: The use of any one of embodiments 29 to 30, wherein the bacterial strain has a 16S rRNA sequence that is at least 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%or 99.9%identical to the 16S rRNA sequence of a bacterial strain of Lacticaseibacillus paracasei K83.Embodiment 32: The use of any one of embodiments 29 to 31, wherein the bacterial strain has a 16S rRNA sequence that is at least 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%or 99.9%identical to SEQ ID NO: 1.Embodiment 33: The use of any one of embodiments 29 to 32, wherein the bacterial strain has a 16S rRNA sequence as shown in SEQ ID NO: 1.Embodiment 34: The use of any one of embodiments 29 to 33, wherein the composition is for oral administration.Embodiment 35: The use of any one of embodiments 29 to 34, wherein the bacterial strain in the composition is lyophilized.Embodiment 36: The use of any one of embodiments 29 to 35, wherein the composition is in a food product.Embodiment 37: The use of any one of embodiments 29 to 36, wherein the composition is in the form of a solid, semi-solid, liquid, or granules.Embodiment 38: The use of any one of embodiments 29 to 37, wherein the bacterial strain is viable and partially or totally colonized in the intestine.Embodiment 39: The use of any one of embodiments 29 to 38, wherein the bacterial strain is heat-treated bacteria.Embodiment 40: The use of any one of embodiments 29 to 39, wherein the composition comprises a single strain of Lacticaseibacillus paracasei.Embodiment 41: The use of any one of embodiments 29 to 40, wherein the composition comprises the Lacticaseibacillus paracasei strain as part of a microbial consortium.Embodiment 42: The use of any one of embodiments 29 to 41, wherein the PCOS is missed periods, irregular periods, or very light periods, ovaries that are large or have many cysts, excess body hair, including the chest, stomach, and back (hirsutism) , weight gain, especially around the belly (abdomen) , acne or oily skin, male-pattern baldness or thinning hair, infertility, small pieces of excess skin on the neck or armpits (skin tags) , and dark or thick skin patches on the back of the neck, in the armpits, and under the breast.Embodiment 43: The use of any one of embodiments 29 to 42, which improves ovarian function, reduces testosterone level, restores the expression of miR-30a-5p and / or reduces the expression of Bax.Embodiment 44: A bacteria of a strain of the genus Lacticaseibacillus or a composition comprising the bacterial strain for use in a method for relieving, treating and / or preventing polycystic ovary syndrome (PCOS) in a subject, comprising administering a bacteria of a strain of the genus Lacticaseibacillus or a composition comprising the bacterial strain to the subject.Embodiment 45: The bacteria or the composition method of embodiment 43, wherein the bacterial strain has a 16S rRNA sequence that is at least 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%or 99.9%identical to the 16S rRNA sequence of a bacterial strain of Lacticaseibacillus paracasei.Embodiment 46: The bacteria or the composition method of any one of embodiments 44 to 45, wherein the bacterial strain has a 16S rRNA sequence that is at least 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%or 99.9%identical to the 16S rRNA sequence of a bacterial strain of Lacticaseibacillus paracasei K83.Embodiment 47: The bacteria or the composition method of any one of claims 44 to 46, wherein the bacterial strain has a 16S rRNA sequence that is at least 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%or 99.9%identical to SEQ ID NO: 1.Embodiment 48: The bacteria or the composition method of any one of embodiments 4 to 47, wherein the bacterial strain has a 16S rRNA sequence as shown in SEQ ID NO: 1.Embodiment 49: The bacteria or the composition method of any one of embodiments 44 to 48, wherein the composition is for oral administration.Embodiment 50: The bacteria or the composition method of any one of embodiments 44 to 49, wherein the bacterial strain in the composition is lyophilized.Embodiment 51: The bacteria or the composition method of any one of embodiments 44 to 50, wherein the composition is in a food product.Embodiment 51: The bacteria or the composition method of any one of embodiments 44 to 50, wherein the composition is in the form of a solid, semi-solid, liquid, or granules.Embodiment 52: The bacteria or the composition method of any one of embodiments 44 to 51, wherein the bacterial strain is viable and partially or totally colonized in the intestine.Embodiment 53: The bacteria or the composition method of any one of embodiments 44 to 52, wherein the bacterial strain is heat-treated bacteria.Embodiment 54: The bacteria or the composition method of any one of embodiments 44 to 53, wherein the composition comprises a single strain of Lacticaseibacillus paracasei.Embodiment 55: The bacteria or the composition method of any one of embodiments 44 to 54, wherein the composition comprises the Lacticaseibacillus paracasei strain as part of a microbial consortium.Embodiment 56: The bacteria or the composition method of any one of embodiments 44 to 55, wherein the PCOS is missed periods, irregular periods, or very light periods, ovaries that are large or have many cysts, excess body hair, including the chest, stomach, and back (hirsutism) , weight gain, especially around the belly (abdomen) , acne or oily skin, male-pattern baldness or thinning hair, infertility, small pieces of excess skin on the neck or armpits (skin tags) , and dark or thick skin patches on the back of the neck, in the armpits, and under the breast.Embodiment 57: The bacteria or the composition method of any one of embodiments 44 to 56, which improves ovarian function, reduces testosterone level, restores the expression of miR-30a-5p and / or reduces the expression of Bax.Brief Description of the DrawingsFigures 1 A to C show effects of L. paracasei K83 on ovarian function in letrozole-induced PCOS-like rats. (A) Percentage of PCOS-like rats with restored estrous cycle at the end of experiment. The number of (B) cystic follicles and (C) corpora lutea of the experimental groups. **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001 compared with the control group; ##p < 0.01, ###p <0.001 compared with the letrozole group.Figure 2 shows serum testosterone level in letrozole-induced PCOS-like rats. **p <0.01, ****p < 0.0001 compared with the control group; ####p < 0.0001 compared with the letrozole group.Figure 3 shows quantitative analysis of androgen receptor (AR) -positive area in the ovary sections. **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001 compared with the control group; ##p < 0.01, ###p < 0.001 compared with the letrozole group.Figure 4 shows relative expression of microRNAs (miRNAs) in the plasma and ovary. *p < 0.05 compared with the control group; #p < 0.05, ##p < 0.01 compared with the letrozole group.Figure 5 shows quantitative analysis of the expression of Bax in the ovary sections. *p < 0.05, **p < 0.01 compared with the control group; #p < 0.05 compared with the letrozole group.Detailed Description of the InventionUnless defined otherwise, all scientific or technical terms used herein have the same meaning as those understood by persons of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Any method and material similar or equivalent to those described herein can be understood and used by those of ordinary skill in the art to practice the present invention.It must be noted that, as used in the specification and the appended claims, the singular forms "a, " "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. Thus, unless otherwise required by context, singular terms shall include the plural, and plural terms shall include the singular.As used herein, the term "optional" or "optionally" means that the subsequently described event or circumstance may or may not occur, and that the description includes instances where said event or circumstance occurs, and instances where it does not. For example, the phrase "optionally comprising an agent" means that the agent may or may not exist.Often, ranges are expressed herein as from "about" one particular value and / or to "about" another particular value. When such a range is expressed, an embodiment includes the range from the one particular value and / or to the other particular value. Similarly, when values are expressed as approximations, by use of the word "about, " it will be understood that the particular value forms another embodiment. It will be further understood that the endpoints of each of the ranges are significant both in relation to and independently of the other endpoint. As used herein, the term "about" refers to ± 20%, preferably ± 10%, and even more preferably ± 5%.The term "and / or" is used to refer to both things or either one of the two mentioned.The term "preventing" or "prevention" is recognized in the art, and when used in relation to a condition, it includes administering, prior to onset of the condition, an agent to reduce the frequency or severity of or to delay the onset of symptoms of a medical condition in a subject, relative to a subject which does not receive the agent.The terms "treatment, " "treating, " and "treat" generally refer to obtaining a desired pharmacological and / or physiological effect. The effect may be preventive in terms of completely or partially preventing a disease, disorder, or symptom thereof, and may be therapeutic in terms of a partial or complete cure for a disease, disorder, and / or symptoms attributed thereto. "Treatment" as used herein covers any treatment of a disease in a mammal, preferably a human, and includes (1) suppressing development of a disease, disorder, or symptom thereof in a subject or (2) relieving or ameliorating the disease, disorder, or symptom thereof in a subject.As used herein, the term "disorder" is used interchangeably with "disease" or "condition. "As used herein, the term "subject" is any animal that can benefit from the administration of a compound or composition as disclosed herein. In some embodiments, the subject is a mammal, for example, a human, a primate, a dog, a cat, a horse, a cow, a pig, a rodent, such as, for example, a rat or mouse. Typically, the mammal is a human.The term "effective amount" of an active ingredient as provided herein means a sufficient amount of the ingredient to provide the desired regulation of a desired function. As will be pointed out below, the exact amount required will vary from subject to subject, depending on the disease state, physical conditions, age, sex, species and weight of the subject, the specific identity and formulation of the composition, etc. Dosage regimens may be adjusted to induce the optimum therapeutic response. For example, several divided doses may be administered daily or the dose may be proportionally reduced as indicated by the exigencies of the therapeutic situation. Thus, it is not possible to specify an exact "effective amount. " However, an appropriate effective amount can be determined by one of ordinary skill in the art using only routine experimentation.The term "edible carrier" refers to compounds, materials, compositions, and / or dosage forms which are suitable for use in contact with the tissues of a subject. Each carrier must also be "acceptable" in the sense of being compatible with the other ingredients of the formulation.The term "pharmaceutically acceptable" as used herein refers to compounds, materials, compositions, and / or dosage forms which are within the scope of sound medical judgment, suitable for use in contact with the tissues of a subject (either a human or non-human animal) without excessive toxicity, irritation, allergic response, or other problem or complication, commensurate with a reasonable benefit / risk ratio. Each carrier, excipient, etc., must also be "acceptable" in the sense of being compatible with the other ingredients of the formulation. Suitable carriers, excipients, etc., can be found in standard pharmaceutical texts.As used herein, the term "lactic acid bacterium" refers to gram-positive microaerophilic or anaerobic bacteria that ferment sugars while producing acids (including lactic acid as the predominantly produced acid) .The gut microbiome is a complex community composed of diverse bacteria, archaea, fungi, protozoa, viruses, and their metabolites, which all play a crucial role in host physiology. A study observed an increase in Bacteroides, Escherichia / Shigella, and Streptococcus and a decrease in Akkermansia and Ruminococcaceae among patients with PCOS. Guo et al. showed that the levels of testosterone and androstenedione were increased, accompanied by a decrease of Lactobacillus, Ruminococcus, and Clostridium and an increase of Prevotella in PCOS-like rats (Guo Y, Qi Y, Yang X, Zhao L, Wen S, Liu Y, et al. Association between Polycystic Ovary Syndrome and Gut Microbiota. PLoS One. 2016; 11 (4) : e0153196) .[Corrected under Rule 26, 01.07.2024]The genus "Lactobacillus" has, for a long time, been a collecting basin in bacterial taxonomy. All Gram-positive, lactic acid-producing, rod-shaped bacteria incapable of producing spores were almost automatically assigned to this genus. As a consequence, the genus Lactobacillus contains numerous bacteria which are genetically very different. This prompted scientists from Belgium, Canada, China, Germany, and Ireland, Italy, amongst which were scientists belonging to the Subcommittee on the Taxonomy of Lactobacillus and related Organisms, to bring order to the chaos in the taxonomy of species belonging to the genus Lactobacillus. Using a polyphasic approach, the genus Lactobacillus could be reclassified into 23 novel genera. Particularly, Lactobacillus casei became Lacticaseibacillus casei and Lactobacillus rhamnosus became Lacticaseibacillus rhamnosus. The results of the study were published in the peer-reviewed journal International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology (Zheng J, Wittouck S, Salvetti E, Franz CMAP, Harris HMB, Mattarelli P, O'Toole PW, Pot B, Vandamme P, Walter J, Watanabe K, Wuyts S, Felis GE, MG, Lebeer S. A taxonomic note on the genus Lactobacillus: Description of 23 novel genera, emended description of the genus Lactobacillus Beijerinck 1901, and union of Lactobacillaceae and Leuconostocaceae. Int J Syst Evol Microbiol. 2020; 70 (4) : 2782-2858) .Probiotic is defined as live microorganisms that, when administered in adequate amounts, confer a health benefit on the host. In general, the effects of probiotics are associated with normalization of perturbed microbiota and the production of useful metabolites or enzymes. However, some strain-specific effects at the intestinal or extraintestinal level can be found in certain probiotics. Letrozole is a non-steroidal aromatase inhibitor. By blocking the conversion of androgen to estrogen, letrozole induced high androgen levels and symptoms similar to women with PCOS, such as acyclic, polycystic ovary, increased body weight and testosterone level, and insulin resistance (Osuka S, Nakanishi N, Murase T, Nakamura T, Goto M, Iwase A, et al. Animal models of polycystic ovary syndrome: A review of hormone-induced rodent models focused on hypothalamus-pituitary-ovary axis and neuropeptides. Reprod Med Biol. 2018; 18 (2) : 151-60) . However, there is no effective drug specifically for treatment of the indication of PCOS.The present disclosure unexpectedly found the beneficial effects of Lacticaseibacillus paracasei on PCOS symptoms. The compositions described herein comprise a bacterial strain of the genus Lacticaseibacillus, which is useful for relieving, treating and / or preventing PCOS.Examples of Lacticaseibacillus strains for use in the present disclosure include Lacticaseibacillus paracasei. Lacticaseibacillus paracasei (commonly abbreviated as L. paracasei) is a gram-positive, homofermentative species of lactic acid bacteria that are commonly used in dairy product fermentation and as probiotic cultures. L. paracasei is a type of probiotic commonly found in the human intestinal tract and mouth. It is also found in fermented foods and dairy. Strains of L. paracasei have been isolated from a variety of environments including dairy products, plants or plant fermentations, and from the human and animal gastrointestinal tracts. Lacticaseibacillus paracasei's genome contains circular DNA and varies slightly among the different strains isolated. A particular embodiment of the Lacticaseibacillus paracasei is L. paracasei K83 (K83) , which was isolated from healthy human feces and was deposited at Leibniz Institute DSMZ -German Collection of Microorganisms and Cell Cultures GmbH at Inhoffenstraβe 7B 38124 Braunschweig Science Campus Braunschweig-Süd GERMANY on 27 June 2013 under DSMZ Accession No. DSM 27449. The 16S rRNA gene sequence of L. paracasei K83 is listed as follows. The original name of Lacticaseibacillus paracasei was Lactobacillus paracasei when the deposit of biological material was made. However, the name of Lactobacillus was changed for the reason described in paragraph

[0095] .The L. paracasei K83 deposited under accession number DSM 27449 was tested in the Examples. A 16S rRNA sequence for K83 that was tested is provided in SEQ ID NO: 1. The genome of K83 comprises a chromosome and plasmids.K83 16S rRNA sequenceBacterial strains closely related to the strain tested in the examples are also expected to be effective for relieving, treating and / or preventing PCOS. In certain embodiments, the bacterial strain for use in the present disclosure has a 16S rRNA sequence that is at least 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%or 99.9%identical to the 16S rRNA sequence of a bacterial strain of L. paracasei. Preferably, the bacterial strain for use in the invention has a 16S rRNA sequence that is at least 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%or 99.9%identical to SEQ ID NO: 1. Preferably, the bacterial strain for use in the present disclosure has the 16S rRNA sequence represented by SEQ ID NO: 1. In certain embodiments, the bacterial strain for use in the invention has a 16S rRNA sequence that is at least 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%or 99.9%identical to the 16S rRNA sequence of a bacterial strain of L. paracasei K83.Other L. paracasei strains that are useful in the compositions and methods of the present disclosure may be identified using any appropriate method or strategy, including the assays described in the examples. For instance, strains for use in the present disclosure may be identified by culturing in a culture medium, cultured at 37 ℃ for 18 hours and then assessed by genetic typing and / or API typing as mentioned in the examples.In preferred embodiments, the bacterial strains in the compositions of the present disclosure are viable and capable of partially or totally colonizing the intestine. In another embodiment, the bacterial strains in the compositions of the present disclosure can be treated at a temperature lower than about 100℃, about 95℃, about 90℃, about 89℃, about 88℃, about 87℃, about 86℃, about 85℃, about 84℃, about 83℃, about 82℃, about 81℃, about 80℃, about 79℃, about 78℃, about 77℃, about 76℃, about 75℃, about 72℃, about 71℃ or 70℃, about 68℃, about 65℃, about 60℃, about 55℃ or about 50℃, which is still beneficial in relieving, treating and / or preventing PCOS. In some embodiments, the heat-treated bacterial strains are dead, partially active or inactive. The bacteria can be treated with known process as being partially active or inactive; for example, frozen or addition of anti-bacteria agent, radiation or heating.Examples of the compositions of the disclosure are nutritional compositions, including food products, and in particular, dairy products.The composition can be, for example, a capsule, tablet, drink, powder or dairy product. Preferably, the present composition is a nutraceutical or a pharmaceutical product, a nutritional supplement, or medical food.Nutritional compositions of the disclosure also include food supplements, and functional food. A "food supplement" designates a product made from compounds usually used in foodstuffs, but which is in the form of tablet, powder, capsule, potion or any other form not usually associated with aliments, and which has beneficial effects on one's health. A "functional food" is an aliment which also has beneficial effects on one's health. In particular, food supplements and functional food can have a physiological effect-protective or curative-against a disease.If the composition according to the disclosure is a dietary supplement, it can be administered as such, can be mixed with a suitable drinkable liquid, such as water, yoghurt, milk or fruit juice, or can be mixed with solid or liquid food. In this context, the dietary supplement can be in the form of tablets, pills, capsules, lozenges, granules, powders, suspensions, sachets, pastilles, sweets, bars, syrups and corresponding administration forms, usually in the form of a unit dose. Preferably, the dietary supplement comprising the composition of the disclosure is administered in the form of tablets, lozenges, capsules or powders, manufactured in conventional processes of preparing dietary supplements.The compositions described herein can be pharmaceutically acceptable compositions, which may include one or more pharmaceutically acceptable carriers, excipients, binders, diluents or the like. The instant compositions can be formulated for various routes of administration, for example, oral administration. They also may be provided in combination with delivery vehicles such as those in some encapsulating technology.For oral administration, powders, suspensions, granules, tablets, pills, capsules, gelcaps, and caplets are acceptable as solid dosage forms. These can be prepared, for example, by mixing one or more compounds disclosed herein with at least one additive such as starch or another additive. Suitable additives are sucrose, lactose, cellulose sugar, mannitol, maltitol, dextran, starch, agar, alginates, chitins, chitosans, pectins, tragacanth gum, gum arabic, gelatins, collagens, casein, albumin, synthetic or semi-synthetic polymers or glycerides. Optionally, oral dosage forms can contain other ingredients to aid in administration, such as an inactive diluent, or lubricants such as magnesium stearate, or preservatives such as parabens or sorbic acid, or anti-oxidants such as ascorbic acid, tocopherol or cysteine, a disintegrating agent, binders, thickeners, buffers, sweeteners, flavoring agents or perfuming agents. Tablets and pills may be further treated with suitable coating materials known in the art.Liquid dosage forms for oral administration may be in the form of pharmaceutically acceptable emulsions, syrups, elixirs, suspensions, and solutions, which may contain an inactive diluent, such as water. Pharmaceutical formulations and compositions may be prepared as liquid suspensions or solutions using a sterile liquid, such as, but not limited to, an oil, water, an alcohol, and combinations of these. Pharmaceutically suitable surfactants, suspending agents, emulsifying agents, may be added for oral or parenteral administration.It is to be understood that if any prior art publication is referred to herein, such reference does not constitute an admission that the publication forms a part of the common general knowledge in the art.Although disclosure has been provided in some detail by way of illustration and example for the purposes of clarity of understanding, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be practiced without departing from the spirit or scope of the disclosure. Accordingly, the foregoing descriptions and examples should not be construed as limiting.EXAMPLESMaterials and methodsPreparation of L. paracasei K83L. paracasei K83 (K83) was isolated from healthy human feces and deposited under DSMZ Accession No. DSM 27449. The bacteria strain K83 was inoculated in a culture medium, cultured at 37 ℃ for 18 hours, harvested by centrifugation, and embedded and lyophilized with protective agents and excipients to form a live K83 powder. As to heat-treated L. paracasei K83 (HT-K83) , the bacteria strain K83 was cultured as described above and heat-treated at 80 ℃ for 1 hour before centrifugation, and then embedded and lyophilized with protective agents and excipients to form a heat-treated K83 powder. Prior to oral administration to animals, the live K83 or heat-treated K83 concentration was adjusted to 1 × 109 colony-forming units (CFU)  / mL or 1 ×109 cells / mL in phosphate-buffered saline (PBS) , respectively.Animals and treatmentsEight-week-old female Sprague Dawley rats (BioLASCO Taiwan Co., Ltd., Taipei City, Taiwan) were purchased and housed under standard laboratory conditions with ad libitum access to food and water. All animal procedures listed herein were approved by the Institutional Animal Care and Use Committee of the National Yang Ming Chiao Tung University (protocol number 1100802) . The rats were randomly divided into 5 groups: control, letrozole, Diane-35, K83, and HT-K83. Letrozole is a non-steroidal aromatase inhibitor and was used to induce PCOS symptoms in this study (Kafali H, Iriadam M, Ozardali I, Demir N. Letrozole-induced polycystic ovaries in the rat: a new model for cystic ovarian disease. Arch Med Res. 2004; 35 (2) : 103-8) . The rat's PCOS symptoms were induced on days 15–35 of experiment by received oral administration of 1 mg / kg body weight of letrozole dissolved in 1%carboxymethyl cellulose (CMC) , while the control rats received 0.5 ml of 1%CMC only. Diane-35 (one tablet containing 2 mg cyproterone acetate and 35 μg ethinylestradiol, dissolved in 25 mL of 1%CMC and oral administered at 4.5 mL / kg body weight) was used as treatment control. L. paracasei K83 (1 × 109 CFU) or HT-K83 (1 × 109 cells) was given to the rats prior to PCOS induction and throughout the study (day 1 to day 42) . Estrous cycle was monitored from day 10 to day 42. At the end of the experiment, all rats were sacrificed for subsequent analysis.Determination of estrous cycle phasesThe phases of estrous cycle were determined by the predominant cell type in vaginal smears (Marcondes FK, Bianchi FJ, Tanno AP. Determination of the estrous cycle phases of rats: some helpful considerations. Braz J Biol. 2002; 62 (4a) : 609-14) . Briefly, approximately 150–200 μL of PBS was flushed into the rat's vagina and back out 2 or 3 times to collect the vaginal cells for microscopic examination (Cora MC, Kooistra L, Travlos G. Vaginal Cytology of the Laboratory Rat and Mouse: Review and Criteria for the Staging of the Estrous Cycle Using Stained Vaginal Smears. Toxicol Pathol. 2015; 43 (6) : 776-93) . The estrous cycle is classified into the four phases of proestrus, estrus, metestrus, and diestrus, and the phases were identified based on the relative proportion of nucleated epithelial cells, anucleated keratinized epithelial cells, and leukocytes.Histological and immunohistochemical (IHC) analysisAfter the rats were sacrificed, ovaries were immediately harvested and fixed with 10%formalin fixative (JT Baker, Phillipsburg, NJ, USA) . Ovaries were embedded in paraffin and sectioned into 5-μm-thick slices. The sections were stained with hematoxylin and eosin (H&E) to observe the numbers of cystic follicles and corpus lutea.To evaluate the expression of androgen receptor (AR) , and apoptosis related proteins (Bax) in ovarian tissues, IHC staining was conducted. Ovary sections were subjected to antigen retrieval and incubated with primary antibodies against AR (Cell Marque Corporation, CA, USA) or Bax (Santa Cruz Biotechnology, Inc., CA, USA) . Then, sections were washed, incubated in specific secondary antibody, and counterstained with hematoxylin. The sections were scanned, quantified the positive staining by ImageJ software.Hormone and miRNA expression profileBlood was collected in tubes with or without anticoagulant (EDTA) to obtain plasma or serum. Collected serum or plasma was aliquoted and stored at -80 ℃ for further analysis.The levels of serum testosterone were measured using Elecsys assay on Cobas immunoassay analyzers (Roche Diagnostics, Meylan, France) .For the RNA isolation from plasma, RNA fragments of less than 1000 nucleotides were isolated from 100 μL plasma samples using the LiqmiR microRNA Extraction Kit (Topgen Biotech, Kaohsiung City, Taiwan) according to the manufacturer’s instructions. For the RNA isolation from ovary, total RNAs were extracted from 20–30 μg of tissues using the RNeasy Mini Kit (Qiagen, Hilden, Germany) following manufacturer’s protocol. RNA isolated from ovaries and plasma were stored at -80 ℃ for further use. cDNA synthesis was performed using the miRscript RT Kit (Topgen Biotech) with specific microRNA stem-loop reverse transcribed primer listed in table 1. Real time polymerase chain reaction (PCR) was performed on StepOne Plus Real-Time PCR system (Applied Biosystems, CA, USA) . The amplification data were normalized by U6 snRNA or cel-miR-39-3p expression of ovary samples and plasma samples, respectively. The relative expression was quantified by the 2-ΔΔCt relative quantification method (Livak KJ, Schmittgen TD. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2 (-Delta C (T) ) Method. Methods. 2001; 25 (4) : 402-8) .Table 1. The primer and probe sequences used in cDNA synthesis and miRNA quantification.Statistical analysisThe software GraphPad Prism 9 was used to process the experimental data. All data are shown as mean ± standard error of the mean. Between-group differences were analyzed using one-way analysis of variance (ANOVA) by Tukey’s post hoc test. P < 0.05 was considered as statistically significant.Example 1 Genetic typing of Lacticaseibacillus paracasei K83The following table lists those organisms whose DNA sequences of 16S rRNA and Tuf gene show the highest similarity values compared to the 16S rRNA and Tuf gene sequence of K83.Comparison of 16S rRNA and Tuf gene sequence indicates that K83 belongs to Lacticaseibacillus paracasei subsp. paracasei.Example 2 API typingSugar utilization of K83 was investigated using API 50 CHL kit (bioMerieux, France) . The fermentation test indicates that K83 harbors a biochemical property similar to Lacticaseibacillus paracasei subsp. paracasei.+, positive; -, negative.Example 3 K83 alleviates ovarian dysfunction in letrozole-induced PCOS-like ratsReproductive health and ovarian function of rats were evaluated through monitoring of estrous cycle and examination of ovarian morphology. The control rats exhibited regular estrous cycles of 4-5 days, whereas a majority of PCOS-like rats were completely acyclic after letrozole treatment. However, the disrupted estrous cycles were improved after K83 treatment. A total of 25%of PCOS-like rats in K83 group and 40%in HT-K83 group showed restored estrous cycles by the end of the experiment, which were similar or better effects than those of the treatment control Diane-35 (Fig. 1A) . Histological examination of ovarian tissues showed multiple growing follicles in different development stages and a higher number of corpora lutea in control rats. However, PCOS-like rats exhibited an increased number of cystic follicles along with fewer corpora lutea (Fig. 1B) . Remarkably, K83 and HT-K83 administration significantly decreased the number of cystic follicles and slightly recovered the number of corpora lutea compared with those in the letrozole group (Fig. 1B, 1C) . Overall, these data indicated that K83 and HT-K83 improved the function and pathological changes of ovaries significantly.Example 4 K83 reduced the level of serum testosterone and expression of AR in the ovarian tissuesElevated level of testosterone is one of the typical characteristics of PCOS. The serum testosterone level of letrozole group was significantly higher compared with those in the control group (Fig. 2) . Administration of K83 significantly reduced the testosterone level compared with those in the letrozole group (Fig. 2) and returned to a level similar to those of control rats. As the effects of testosterone are mediated through the interaction with its receptor, AR, we further examined the expression of AR in the ovarian tissues of control and PCOS-like rats. An increased immunoreactive signal was observed in PCOS-like rats, but the AR-positive area in K83 group was significantly lower compared with that in the letrozole group (Fig. 3) .Thus, our results suggest that K83 could significantly improve ovarian dysfunction, probably by restoring abnormal testosterone level and reducing the AR-positive area in the ovarian tissue in PCOS-like rats. Although HT-K83 did not reduce the serum testosterone level significantly, HT-K83 might improve the ovarian function through another mechanism.Example 5 K83 reduced the expression of specific miRNAs and apoptosis protein in PCOS-like ratsMiRNAs dysregulation was often found in PCOS patients and PCOS animal models. According to previous studies, abnormal expression of miR-30 has been found to be related to apoptosis of ovarian cells (He H, Li D, Tian Y, Wei Q, Amevor FK, Sun C, Yu C, Yang C, Du H, Jiang X, Ma M, Cui C, Zhang Z, Tian K, Zhang Y, Zhu Q, Yin H. miRNA sequencing analysis of healthy and atretic follicles of chickens revealed that miR-30a-5p inhibits granulosa cell death via targeting Beclin1. J Anim Sci Biotechnol. 2022 Apr 12; 13 (1) : 55) . To further clarify the role of miRNAs in PCOS, we evaluated the expression of miR-30a-5p which was reported to be differentially expressed in the plasma and ovarian tissues of PCOS rats. We discovered that the expression of miR-30a-5p in plasma and ovarian tissues was significantly increased in the letrozole group compared with those in the control group (Fig. 4) . K83 administration significantly reduced the expression of miR-30a-5p compared with those in the letrozole group both in plasma and ovarian tissues (Fig. 4) .Coincidentally, the dysregulation of miRNAs and excess androgen production have been found to be involved in the stimulation and promotion of apoptosis in ovarian cells. Thus, we examined the pro-apoptotic protein Bax in ovarian tissues by performing the IHC staining. As with the results presented in Fig. 5, the expression of Bax was significantly increased in the letrozole group compared with the control group, whereas the administration of K83 significantly reduced the expression of Bax in the ovarian tissues compared with that in the letrozole group (Fig. 5) .

Claims

1.A method for relieving, treating and / or preventing polycystic ovary syndrome (PCOS) in a subject, comprising administering a bacteria of a strain of the genus Lacticaseibacillus or a composition comprising the bacterial strain to the subject.2.The method of claim 1, wherein the bacterial strain has a 16S rRNA sequence that is at least 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%or 99.9%identical to the 16S rRNA sequence of a bacterial strain of Lacticaseibacillus paracasei.3.The method of any one claims 1 to 2, wherein the bacterial strain has a 16S rRNA sequence that is at least 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%or 99.9%identical to the 16S rRNA sequence of a bacterial strain of Lacticaseibacillus paracasei K83.4.The method of any one claims 1 to 3, wherein the bacterial strain has a 16S rRNA sequence that is at least 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%or 99.9%identical to SEQ ID NO: 1.5.The method of any one claims 1 to 4, wherein the bacterial strain has a 16S rRNA sequence as shown in SEQ ID NO: 1.6.The method of any one claims 1 to 5, wherein the composition is for oral administration.7.The method of any one claims 1 to 6, wherein the bacterial strain in the composition is lyophilised.8.The method of any one claims 1 to 7, wherein the composition is in a food product.9.The method of any one claims 1 to 8, wherein the composition is in the form of a solid, semi-solid, liquid, or granules.10.The method of any one claims 1 to 9, wherein the bacterial strain is viable and partially or totally colonized in the intestine.11.The method of any one claims 1 to 10, wherein the bacterial strain is a heat-treated bacteria.12.The method of any one claims 1 to 11, wherein the composition comprises a single strain of Lacticaseibacillus paracasei.13.The method of any one claims 1 to 12, wherein the composition comprises the Lacticaseibacillus paracasei strain as part of a microbial consortium.14.The method of any one claims 1 to 13, wherein the PCOS is missed periods, irregular periods, or very light periods, ovaries that are large or have many cysts, excess body hair, including the chest, stomach, and back (hirsutism) , weight gain, especially around the belly (abdomen) , acne or oily skin, male-pattern baldness or thinning hair, infertility, small pieces of excess skin on the neck or armpits (skin tags) , and dark or thick skin patches on the back of the neck, in the armpits, and under the breast.15.The method of any one claims 1 to 14, which improves ovarian function, reduces testosterone level, restores the expression of miR-30a-5p and / or reduces the expression of Bax.16.A bacteria of Lacticaseibacillus paracasei strain comprising a 16S rRNA sequence that is at least 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%or 99.9%identical to the 16S rRNA sequence of Lacticaseibacillus paracasei K83 deposited under accession number DSM 27449.17.The bacteria of claim 16, wherein the 16S rRNA sequence is at least 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 99.5%or 99.9%identical to SEQ ID NO: 1.18.The bacteria of any one of claims 16 to 17, which is Lacticaseibacillus paracasei K83 deposited under accession number DSM 27449.19.The bacteria of any one of claims 16 to 18, which is viable and partially or totally colonized in the intestine.20.The bacteria of any one of claims 16 to 19, wherein the bacterial strain is heat-treated bacteria.21.A composition comprising the bacteria of any one of claims 16 to 20.22.The composition of claim 21, wherein the composition is for oral administration.23.The composition of any one of claims 21 to 22, wherein the bacterial strain in the composition is lyophilized.24.The composition of any one of claims 21 to 23, wherein the composition is in a food product.25.The composition of any one of claims 21 to 24, wherein the composition is in the form of a solid, semi-solid, liquid, or granules.26.The composition of any one of claims 21 to 25, wherein the composition comprises a single strain of Lacticaseibacillus paracasei.27.The composition of any one of claims 21 to 26, wherein the composition comprises the Lacticaseibacillus paracasei strain as part of a microbial consortium.28.The composition of any one of claims 21 to 27, wherein the bacterial strain is embedded and lyophilized with protective agents and excipients to form a live K83 powder.29.The composition of any one of claims 21 to 27, wherein the bacterial strain is heat-treated.

Images