кишечной микрофлоры человека, а также отследить риски при приеме антибиотиков и
как микроорганизмы реагируют на их прием
Юлия Яковлева — Казань
Исследователи Казанского федерального университета разработали способ диагностики микробиоты (микрофлоры) кишечника при терапии Helicobacter pylori — считается, что многие случаи язв желудка и двенадцатиперстной кишки, гастритов и даже рака связаны с этой спиралевидной бактерией.
Ученые проводят полногеномный анализ микробных сообществ и пытаются установить роли отдельных представителей в микрофлоре кишечника, а также закономерности их изменения в ответ на прием фармацевтических препаратов. После будет разработана диагностическая панель для клинических условий, которая позволит оценить состояние кишечной микрофлоры человека. Поэтому они расшифровывают геном всех микроорганизмов, обитающих в кишечнике человека.
Фото: Василий Иванов, kazanfirst.ru
Исследования начались в 2014 году и проводятся в лаборатории омиксных технологий междисциплинарного центра протеомных исследований Института фундаментальной медицины и биологии КФУ. По условиям научного проекта ученым до конца этого года предстоит взять 250 образцов содержимого кишечника: 100 — от контрольной группы и 150 — от пациентов с инфекцией Helicobacter pylori, которые меняются в ответ на прием антибиотиков.
Анализируются только микроорганизмы, которые встречаются в кишечной микрофлоре всех тестируемых людей.
________________________________________
Проект получил финансовую поддержку по федеральной целевой программе «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса России на 2014-2016 годы». На него было выделено около 19 млн рублей. Сейчас он подходит к своему логическому завершению. Подобные работы по схожей тематике одновременно проводятся в Томском медицинском университете, а также в двух московских исследовательских центрах. Там изучают микробиоту кишечника при других недугах — хронической обструктивной болезни легких, алкоголизме, болезни Крона.
________________________________________
Благодаря проведенной исследовательской работе, ученые надеются просчитать «слабые» и «сильные» типы кишечной микрофлоры человека, а также отследить, какие группы микроорганизмов исчезают, а какие начинают доминировать в кишечной микрофлоре при приеме антибиотиков, насколько больше становится генов устойчивости к препаратам и при каких условиях какие риски могут быть при их приеме.
Фото: Василий Иванов, kazanfirst.ru
Это позволит в короткие сроки подобрать каждому пациенту, страдающему болезнями кишечника, индивидуальное лечение, утверждает Евгения Булыгина, младший научный сотрудник Open Labs «Комплексные технологии» Института фундаментальной медицины и биологии КФУ. По ее словам, сейчас диагностика занимает несколько дней, а в будущем, когда их исследования будут использованы на практике в медицине, этот процесс может сократиться до 2-3 часов. Диагностическая панель сама проведет анализ биоматериалов — лаборантам предстоит только посмотреть результаты.
«Это позволит более быстро, качественно, и, что немаловажно, дешево отследить состояние пациента и предложить ему ту или иную терапию после приема антибиотиков, — рассказывает она. — В последнее время в мире развивается персонифицированная медицина, направленная на индивидуальный подход к пациенту. С удешевлением технологий диагностики состояния человека мы стараемся находить лечение не самой болезни, а человека».
Фото: Василий Иванов, kazanfirst.ru
Ученые создали базу данных генетических маркеров микроорганизмов кишечника. Им удалось сделать вывод, что изначально люди, независимо от того, здоровы или больны, имеют очень разную по своему составу микробиоту. Поэтому определить группы микроорганизмов, которые могли бы охарактеризовать состояние человеческой микрофлоры как нормальное или нет, тяжело. Слишком много индивидуальных особенностей, говорят исследователи. Но при этом общие закономерности все же есть. Изменения происходят на фоне применения антибиотиков. В этом случае некоторые группы микроорганизмов из кишечника человека попросту исчезают.
Сложность исследований заключается в том, что есть люди, у которых изначально отсутствуют бифидобактерии или изначально снижена доля лактобактерий в кишечной микрофлоре. Поэтому важна более расширенная выборка образцов.
Фото: Василий Иванов, kazanfirst.ru
«Мы смотрим, как у того или иного пациента протекают те или иные болезни — берем анализы и на их основе подбираем медикаменты, — продолжает Булыгина. — Я надеюсь, что этот проект позволит нам подняться до общей мировой планки в области медицины, которую задает Запад. С развитием и финансированием таких уникальных проектов мы сможем подступиться к верху, а главное, это более быстрая диагностика. Как результат — быстрое назначение терапии и выздоровление пациентов». Прием антибиотиков влечет за собой негативные последствия — ученые смотрят, как их можно поправить или избежать в дальнейшем, добавляет она.
В России подобные исследования уже проводились, говорит Мария Синягина, техник-проектировщик учебно-научной лаборатории двумерного электрофареза междисциплинарного центра протеомных исследований КФУ. По ее словам, их предшественники смотрели, чем отличается микрофлора кишечника городских жителей от жителей сельских поселений. «У нас более прицеленное медицинское направление», — уточняет она.
Мария Синягина Ι Фото: Василий Иванов, kazanfirst.ru
Состояние микробных сообществ кишечника ученые оценивали с помощью методов, пришедших в биомедицину из экологии. Исследователям КФУ удалось ранжировать пациентов с сильными, средними, слабыми побочными эффектами фармакотерапии на кишечную микрофлору.
«У 80% пациентов были либо слабые, либо средние, умеренные эффекты после приема антибиотиков, — рассказывает старший научный сотрудник института фундаментальной медицины и биологии КФУ Татьяна Григорьева. — Лишь 20% из них имели сильные изменения в структуре сообщества. Мы пока не знаем, как к этому относиться, поскольку изначально некоторые пациенты уже имели нарушенную кишечную микрофлору. К примеру, у них доминировал один, и не самый полезный вид в составе сообщества, а само оно было неразвитое. В этом случае прием антибиотиков мог повлиять положительно, погасив не только Helicobacter pylori, но и другие сопутствующие патогенные или нетипичные для кишечной микрофлоры организмы».
Фото: Василий Иванов, kazanfirst.ru
Она отмечает, чтобы были пациенты, чья микрофлора не сильно пострадала от двухнедельного приема препаратов — таким образом ученые надеются просчитать «сильный» и «слабый» энтеротип, когда прием антибиотиков может быть противопоказан. Перед их приемом пациентам предстоит сначала пройти курс восстановления кишечника. Также исследователей интересуют устойчивые сообщества, когда микробиота не подвергается сильным изменениям в ответ на прием препаратов.
Акцент будет сделан на совокупности генов, определяющих устойчивость микроорганизмов к антибиотикам. На основе данных массового секвенирования они смогут отследить не только какие группы микроорганизмов исчезают, но и какие начинают доминировать в сообществе, а также увидеть, как меняются метаболические функции микробиоты и какие существуют риски, связанные с приемом антибиотиков.
Comment section