Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка диагностической панели для прогнозирования патологических состояний у людей, страдающих алкоголизмом или патологиями, ассоциированными с регулярным приемом алкоголя, методом метагеномного профилирования микробиоты кишечника человека.

Номер контракта: 14.604.21.0119

Руководитель: Ильина Елена Николаевна

Должность: Заведующий лабораторией молекулярной генетики микроорганизмов

Организация: Федеральное государственное бюджетное учреждение "Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины Федерального медико-биологического агентства"
Организация докладчика: Федеральное государственное бюджетное учреждение "федеральный научно-клинический центр федерального медико-биологического агентства"

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
микробиота, алкоголизм, микробиом, пцр-диагностика в режиме реального времени, метагеном, диагностическая система, бактериальные токсины.

Цель проекта:
Разработка диагностической панели, позволяющей определять таксономический и функциональный состав микробиоты кишечника человека и использовать полученные данные для прогнозирования развития патологических состояний у людей, страдающих алкоголизмом или патологиями, ассоциированными с регулярным приемом алкоголя.

Основные планируемые результаты проекта:
1. Будет сформирован биобанк микробиоты кишечника здоровых людей и пациентов с патологией, ассоциированной с систематическим приемом алкоголя.
Для решения этой задачи будет произведен забор 150 образцов кала у пациентов, имеющих клинически подтвержденный диагноз наиболее социально значимых заболеваний, ассоциированных с систематическим приемом алкоголя. Микробиота здоровых людей будет представлена не менее чем 100 образцами кала.
2. Будет проведено полногеномное секвенирование всех собранных образцов кала и выявлены генетические бактериальные маркеры, ассоциированные с развитием заболеваний, связанных с длительными приемом алкоголя.
3. В настоящее время уже разработаны 2 варианта диагностической панели, совместимых с современным оборудованием для ПЦР анализа. На следующем этапе работы планируется их испытание и выбор лучшего варианта.
4. На текущий момент разработано программное обеспечение для анализа результатов, полученных с помощью диагностической панели. На следующих этапах работы планируется его тестирование.


Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Алкогольная зависимость и связанные со злоупотреблением алкоголя нарушения здоровья представляют актуальную проблему в современного здравоохранения России, поскольку ежегодная смертность от причин, прямо или косвенно, связанных со злоупотреблением алкоголем в РФ достигает 500 тыс. человек. Достаточно давно исследователями во многих странах ведется поиск генов, изменения в структуре которых могли бы коррелировать с повышенным риском возникновения алкогольной зависимости или тяжестью ее течения. Однако решение этого вопроса представляет значительную трудность, так как врожденная склонность к злоупотреблению алкоголем имеет полигенную природу, а риск формирования алкогольной зависимости определяется сложным взаимодействием генетических и негенетических факторов. В последние несколько лет, в связи с интенсивным развитием постгеномных технологий анализа биологических жидкостей, тканей и содержимого полых органов, в частности кишечника, по новому оценивается вопрос о том, насколько микробиологическое сообщество, колонизирующее кишечник человека оказывает влияние на особенности его здоровья. Микробиота кишечника существенно модулирует ответные реакции организма на введение активных экзогенных препаратов, таких как гормоны, антибиотики, наркотические вещества, в том числе и алкоголь, что активно изучается с 70-х годов прошлого века. Регулярный прием алкоголя является одной из мощных причин, приводящих к изменению бактериального состава кишечника, что неизменно сказывается на общем состоянии организма человека. В нескольких работах было показано, что ацетальдегид, первичный продукт метаболизма этанола, разрушает плотные клеточные контакты кишечного эпителия, тем самым способствуя попаданию большого количества бактериальных токсинов в плазму крови. Анализ данных свидетельствует, что токсины бактериальной природы, продуцируемые в кишечнике, являются кофактором повреждения тканей, вызванных алкоголем, и органной недостаточности, такой как, например, алкогольная болезнь печени. В то же время, не исключено влияние алкоголя и его метаболитов на видовое разнообразие и особенности жизнедеятельности бактерий, живущих в просвете кишки.
Данное исследование позволит оценить вклад бактериального компонента (генетической составляющей и продуктов физиологии) в предрасположенность к формированию синдрома алкогольной зависимости и характер патогенеза, в том числе отягощения сопутствующими осложнениями. Полученные результаты могут стать основой для разработки методов превентивной терапии, которая, в первую очередь, будет направлена не на нормализацию симптоматики, а на изменение патогенетического процесса и будет состоять в том, чтобы из числа потенциальных молекулярных мишеней выбрать те, воздействия на которые в конечном итоге смогут предотвратить, или задержать развитие заболевания. Разрабатываемая диагностическая панель позволит быстро и в необходимом объеме получить информацию о значимых бактериальных маркерах микробиоты кишечника у пациентов злоупотребляющих алкоголем, и может послужить хорошим диагностическим инструментом для своевременного выявления признаков патологии, ассоциированной с приемом алкоголя, до начала их клинических проявлений.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Разрабатываемая диагностическая панель предназначена для определения таксономического и функционального состава микробиоты кишечника человека в целях диагностики, мониторинга и прогнозирования патологических состояний по качественному и количественному составу микробиоты кишечника, у людей, страдающих алкоголизмом или патологиями, ассоциированными с регулярным приемом алкоголя. Область применения: научно-клинические учреждения здравоохранения, специализированные лечебно-профилактические учреждения, учреждения высшего профессионального образования и науки. Разрабатываемая диагностическая панель позволит обеспечить повышение эффективности диагностики заболеваний, ассоциированных с длительным приемом алкоголя.

Текущие результаты проекта:
За время выполнения ПНИ собрано 60 контрольных и 90 опытных образцов кала человека.
На части собранных образцах кала человека было проведено полногеномное секвенирование.
Результаты по теме ПНИ были доложены на 5 конференциях, 2 из которых имели статус международных.
На базе индустриального партнера была проведена работа по изучению рынков и выбору сырья для производства диагностической панели, и в настоящее время завершается проведение маркетинговых исследований.
Были получены уникальные данные по бактериальным маркерам алкогольного цирроза печени, на которые, в настоящее время оформляется заявка на патент.
За время выполнения проекта была опубликована 1 научная статья:
Кострюкова Е. С. и др. Вариабельность относительного содержания геномной ДНК человека при метагеномном анализе микробиоты кишечника //Биомедицинская химия. – 2014. – Т. 60. – №. 6. – С. 695-701.
2 научные публикации приняты в печать.