Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка диагностической панели для определения состава микробиоты при воспалительных заболеваниях кишечника.

Номер контракта: 14.575.21.0075

Руководитель: Лазарев Василий Николаевич

Должность: Профессор кафедры молекулярной медицины ФБМФ

Организация: федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (государственный университет)"
Организация докладчика: федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский физико-технический институт (государственный университет)"

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
кишечная микрофлора, микробиота, микробные токсин, диагностическая пцр панель, биомаркер болезни крона, биомаркер язвенного колита, биомаркер дивертикулита

Цель проекта:
Получение значимых научных результатов в области исследования микробиоты кишечника при воспалительных заболеваниях ЖКТ, позволяющих разрабатывать новые диагностические инструменты для клинической практики. Предоставление научно-исследовательским и медицинским организациям новых средств проведения исследований, позволяющих прояснить этиологию и патогенез воспалительных заболеваний кишечника, а также обеспечить их раннюю диагностику.

Основные планируемые результаты проекта:
В рамках проекта планируется разработать диагностический инструмент, основанный на выявлении бактериальных маркеров в микробиоте кишечника человека, позволяющий прогнозировать начало воспалительных заболеваний кишечника до наступления клинических проявлений, а также возможное течение заболевания.
В настоящее время практически завершено формирование биобанка образцов микробиоты кишечника больных воспалительными заболеваниями кишечника. На следующем этапе проекта будет проведен биоинформатический анализ и будут выявлены наиболее существенные микробиотные факторы, ассоциированные с возникновением или тяжестью течения воспалительных заболеваний кишечника. Найденные маркеры будут использованы при разработке диагностической панели, способной их селективно детектировать. Разработанные диагностические панели будут проверены на образцах целевых групп с верифицированным диагнозом. На основе проведенной проверки будет выбран оптимальный вариант диагностической панели и создан экспериментальный образец. Помимо этого планируется популяризация полученных в ходе проекта результатов. На данный момент результаты проекта уже опубликованы в 2-х научных статьях и доложены на 3-х конференциях. До окончания проекта планируется опубликовать результаты исследования в 4-х научных статьях и доложить на нескольких профильных конференциях.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Воспалительные заболевания кишечника (ВЗК) представлены двумя основными формами - болезнь Крона и язвенный колит. Оба этих заболевания относятся к хроническим, с аутоиммунным компонентом, манифестирующим в трудоспособном возрасте. Частота встречаемости их в последние годы резко выросла и составляет от 250 до 500 случаев на 100000 человек. Вследствие сложности диагностики обеих форм, пациенты с такой патологией попадают в поле зрения гастроэнтеролога обычно уже на поздних стадиях, имея явно выраженные симптомы и тяжелое протекание болезни, вплоть до необходимости скорейшего оперативного вмешательства с невозможностью проведения органосохраняющих операций. Диагностика на ранних стадиях обеспечивает высокую вероятность выхода в ремиссию и сохранение качества жизни наряду со снижением затрат на лечение как со стороны государства, так и со стороны граждан. Основным методом дифференциальной диагностики данной группы заболеваний является колоноскопия. Анализы крови, мочи и симптоматика крайне неспецифичны. Поэтому создание скрининговых инструментов, позволяющих сузить группу риска по данным заболеваниям является насущной задачей гастроэнтерологии. Особенности микробиоты кала являются фактороми риска развития ВЗК и представляются наиболее вероятными кандидатами в качестве маркеров ранней диагностики данной группы патологий. Разрабатываемая в рамках данного проекта диагностическая ПЦР-панель будет содержать специфические генетические маркеры, характерные для микробиоты кишечника больных ВЗК. Учитывая тот факт, что зачастую состав микробного сообщества кишечника человека изменяется задолго до появления клинических проявлений заболевания, данный диагностический инструмент позволит выявлять начальные стадии развития ВЗК. Это позволит врачу вовремя скорректировать течение заболевания и предотвратить развитие последующих осложнений.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Результаты проекта будут использоваться при исследованиях индивидуальной вариабельности микробиоты кишечника при воспалительных патологиях кишечника как с методической точки зрения, так и в качестве готовых диагностических инструментов. Диагностические панели и разработанные программные продукты станут основой реализации персонализированного подхода в гастроэнтерологии, обеспечив повышение эффективности и комплексности диагностики воспалительных изменений в кишечнике. Кроме того, разработанные диагностические панели станут первым в РФ инструментом широкомасштабного скрининга качественного и количественного состава микробиоты.
Возможными потребителями разрабатываемой продукции могут быть:
1. Научно-исследовательские молекулярно-биологические лаборатории, биоинформатические
лаборатории, занимающиеся биомаркерными исследованиями, исследованиями взаимодействия паразит-
хозяин и т.д.
2. Исследовательские медицинские учреждения, занимающиеся изучением этиологии и патогенеза
воспалительных заболеваний кишечника.
3. Сетевые клинико-диагностические лаборатории и клинико-диагностические лаборатории
медучреждений разных форм собственности.
4. Биотехнологические компании, выпускающие диагностические ПЦР-наборы.

Текущие результаты проекта:
1) Был проведен сбор образцов и формирование биобанка образцов кала пациентов с язвенным колитом, болезнью Крона и дивертикулитом, а также группы контроля без патологии.
2) Для собранных образцов был проведен контроль качества.
3) Для собранных образцов микробиоты кишечника были получены метагеномные профили по результатам полногеномного секвенирования.
4) Для 3-х образцов были получены повторные метагеномные профили по результатам полногеномного секвенирования. Данная работа была проведена для сопоставления получаемых результатов.
5) Проведено обеспечение расходными материалами и реактивами.
6) Проведены дополнительные патентные исследования и подана заявка на патент.
Опубликованы 2 статьи:
Alexeev D. et al. Bacterial rose garden for metagenomic SNP-based phylogeny visualization //BioData mining. – 2015. – Т. 8. – №. 1. – С. 1-12.
Kharlampieva D. et al. Recombinant fragilysin isoforms cause E-cadherin cleavage of intact cells and do not cleave isolated E-cadherin //Microbial pathogenesis. – 2015. – Т. 83. – С. 47-56.
По материалам проекта была защищена 1 кандидатская диссертация: Тяхт А.В. Функциональный анализ метагенома кишечника человека
Результаты работ были представлены на 3-х российских конференциях.