Регистрация / Вход
Прислать материал

14.604.21.0119

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.604.21.0119
Тематическое направление
Науки о жизни
Исполнитель проекта
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины Федерального медико-биологического агентства"
Название доклада
Разработка диагностической панели для прогнозирования патологических состояний у людей, страдающих алкоголизмом или патологиями, ассоциированными с регулярным приемом алкоголя, методом метагеномного профилирования микробиоты кишечника человека.
Докладчик
Ильина Елена Николаевна
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Разработка диагностической панели для прогнозирования патологических состояний у людей, страдающих алкоголизмом или патологиями, ассоциированными с регулярным приемом алкоголя, методом метагеномного профилирования микробиоты кишечника человека.
Актуальность и новизна исследования
Алкогольная зависимость и связанные со злоупотреблением алкоголя нарушения здоровья представляют актуальную проблему современного здравоохранения России, поскольку ежегодная смертность от причин, прямо или косвенно, связанных со злоупотреблением алкоголем в РФ достигает 500 тыс. человек. Регулярный прием алкоголя является одной из мощных причин, приводящих к изменению бактериального состава кишечника, что неизменно сказывается на общем состоянии организма человека. 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 бактерий, живущих в просвете кишки. Разработанная в рамках ПНИ диагностическая панель позволяет 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 позволит из числа потенциальных молекулярных мишеней выбрать те, воздействия на которые смогут предотвратить, или задержать развитие заболевания.

Описание исследования

В рамках исследования была создана диагностическая панель, основанная на методе ПЦР в режиме реального времени, позволяющая определять бактериальные маркеры микробиоты кишечника, ассоциированные с длительным употреблением алкоголя или патологическими состояниями, связанными с длительным приемом алкоголя. Для создания панели были проанализированы литературные источники, показавшие, что имеются различия в составе микробиотного сообщества кишечника у людей, злоупотреблящих алкоголем, и у людей, не употребляющих алкоголь на регулярной основе. Для идентификации потенциальных бактериальных маркеров в исследование были отобраны 150 человек с САЗ (синдромом алкогольной зависимости) и АЦП (алкогольным циррозом печени) и 100 здоровых человек в контрольную группу.

Для отбора добровольцев были разработаны критерии включения-исключения в исследование, максимально исключающие факторы, которые, согласно данным научной литературы, оказывают влияние на состав микробиоты (ряд патологических, физиологические состояния и фармпрепараты).

У людей, согласившихся принять участие в исследовании, собирали анамнестические данные и проводили сбор образца кала. Из образца кала выделяли ДНК и далее проводили ее полногеномное секвенирование. Полученные данные обрабатывали с с помощью разработанного ранее в НИИ ФХМ биоинформатического алгоритма. В результате биоинформатического анализа были получены профили относительной представленности бактерий и их генов. Полученные метагеномные  данные для 2-х исследуемых групп были сопоставлены между собой; были выявлены бактериальные генетические маркеры, относительная представленность которых различается между группами. Т.к. количество полученных маркеров было достаточно большим, был применен статистический тест для выбора оптимального количества маркеров. Наиболее достоверные результаты были получены при использовании 460 бактериальных маркеров. С использованием полученных данных были созданы 2 экспериментальных варианта диагностической панели, основанной на анализе ПЦР в режиме реального времени. Оба варианта были протестированы, и для дальнейших исследований был отобран лучший, согласно результатам тестов, вариант. В результате проведенных исследовательских испытаний оба созданных варианта были признаны соответствующими заявленным в ТЗ характеристикам.  Для анализа результатов работы диагностической панели было создано программное обеспечение. Проведенные патентные исследования подтвердили уникальность разработки. Маркетинговые исследования, проведенные Индустриальным партнером проекта ООО Лаборатория “Литех”, показали, что оптимальным форматом для реализации диагностической панели является 96-луночная плашка, а также что панель потенциально востребована на рынке.

Результаты исследования

В рамках реализации проекта был проведен обзор научно-технической литературы, показавший актуальность исследуемой проблемы.

Проведенные патентные исследования позволили определить патентоспособность диагностической панели.

Была выполнена сравнительная оценка эффективности возможных направлений исследований и разработаны варианты возможных решений задачи, с последующим обоснованием оптимального решения. Были рассмотрены возможные подходы к решению задач, поставленных в исследовании, и отобраны варианты, позволяющие получить достоверные результаты при использовании диагностической панели с учетом специфики оборудования клинической лаборатории и квалификации ее работников.

Были разработаны критерии включения-исключения людей в исследование.

Основываясь на разработанных критериях были отобраны 2 группы людей для участия в исследовании (150 пациентов с САЗ или АЦП и 100 человек здорового контроля).

Была разработана система контроля качества образцов микробиоты кишечника человека, также разработана методика подготовки и хранения образцов кала человека, учитывающая приборную базу клинической лаборатории.

У людей, принявших участие в исследовании было собрано 250 образцов кала, выделена ДНК и проведено ее полногеномное секвенирование.

На основе полученных метагеномных данных у 2-х исследуемых групп были отобраны бактериальные маркеры, различающиеся по относительной представленности в кишечных метагеномах людей с САЗ и алкогольным циррозом печени по сравнению с группой здорового контроля.

На основе отобранных маркеров было создано 2 варианта диагностической панели и проведены их лабораторные  испытания. Оба созданных варианта удовлетворяли условиям ТЗ, однако для дальнейшей коммерческой реализации был отобран оптимальный вариант.

Для обработки данных, полученных с помощью диагностической панели, было разработано и протестировано программное обеспечение.

Практическая значимость исследования
По итогам реализации проекта была разработана научно-техническая и конструкторская документация для организации серийного производства тест-системы на производственной базе индустриального партнера. Пользователями полученных в рамках реализации проекта научно-технических результатов станут научно-клинические учреждения здравоохранения, специализированные лечебно-профилактические учреждения, учреждения высшего профессионального образования и науки.