КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 22-15-00284
НазваниеСодержание маркеров микробиоты в цереброспинальной жидкости пациентов с рассеянным склерозом и лиц с радиологически изолированным синдромом.
Руководитель Бойко Алексей Николаевич, Доктор медицинских наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение "Федеральный центр мозга и нейротехнологий" Федерального медико-биологического агентства , г Москва
Конкурс №68 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-403 - Медицинская микробиология и вирусология
Ключевые слова рассеянный склероз, радиологически изолированный синдром, микробиота, полимикробная инфекция, микробные маркеры, цереброспинальная жидкость.
Код ГРНТИ76.03.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Рассеянный склероз (РС) - аутоиммунное нейродегенеративное заболевание центральной нервной системы - остается одной из главных социально и экономически значимых проблем современной неврологии. Это заболевание преимущественно поражает молодых людей в трудоспособном возрасте (15-40 лет), причем количество пациентов такого возраста увеличивается в мире на 10% каждые 5 лет, достигая сейчас около 3 млн. человек. Несмотря на достижения последних десятилетий в области молекулярной медицины, этиология, а также механизмы запуска и поддержания аутоиммунного воспалительного и нейродегенеративного процессов на ранних стадиях рассеянного склероза остаются неясными, что не позволяет проводить максимально эффективную терапию и затрудняет раннюю диагностику и профилактику заболевания. Поэтому исследования, направленные на выяснение причин развития и поддержания активности заболевания, особенно актуальны.
Одной из основных проблем в изучении РС является его клиническая гетерогенность. Помимо ремиттирующего РС (РРС), который выявляется в 80-85% случаев и характеризуется волнообразным течением с чередованием периодов обострения с резким ухудшением симптомов и ремиссии с полным или неполным восстановлением функций, выделяют также более тяжелую первично прогрессирующую форму РС (ППРС). ППРС характеризуется устойчивым необратимым нарастанием неврологического дефицита с самого начала болезни и диагностируется примерно у 10-15% больных РС. Также известно состояние, предрасполагающее к развитию РС - радиологически изолированный синдром (РИС), при котором не наблюдается симптомов заболевания, однако при МРТ головного и спинного мозга выявляются специфические для РС изменения. Риск перехода РИС в РС составляет 80%.
Особый интерес в последние годы представляет изучение роли микробиома в развитии рассеянного склероза и предраспологающих состояний (РИС). Микробиом человека индивидуален и рассматривается как генетически обусловленный признак, различающийся как на видовом, так и на штаммовом уровне. Нет ни одной функции организма, на которую бы микробиом не влиял тем или иным способом. В связи с чем, его по праву можно рассматривать как особый орган или «суперорганизм», выполняющий жизненно-важные функции, в том числе в развитии и функционировании нервной системы в норме и при патологии. Описаны изменения микробиома в разных тканях и биологических жидкостях человека, связанных с широким спектром аутоиммунно-воспалительных заболеваний. Согласно многочисленным исследованиям, кишечная микробиота играет значительную роль в развитии рассеянного склероза. При рассеянном склерозе описаны различные комбинации изменения микробиома кишечника, что позволяет говорить о патологическом функционировании оси «мозг-кишечник» при этом заболевании (https://doi.org/10.17116/jnevro201711710211-19; https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32295236/). Но полученные данные по микробиому кишечника противоречивы и зависят от методологических особенностей забора биологического материала и выбранных групп пациентов, особенностей питания и принимаемых пациентами пробиотиков. Выявленные изменения пока трактуются как дисбаланс, патогенетическое значение которого на разных стадиях течения рассеянного склероза и в зависимости от получаемого лечения пока не изучено. Наиболее распространенный подход при исследованиях кишечной микробиоты – секвенирование гена 16S рибосомальной РНК фекальной микробиоты.
По данным литературы при рассеянном склерозе показано изменение микробиоты на различных уровнях. В частности, показано уменьшение антител к а1,3-галактозе (Gal) по сравненнию со здоровыми донорами. Gal продуцируется микробиотой (https://doi.org/10.17116/jnevro201711710211-19). При этом антитела к Gal продуцируются в первые месяцы жизни. Таким образом, при рассеянном склерозе вероятно изменение содержания бактерий, продуцирующих Gal. Данный феномен может свидетельствовать об уменьшении разнообразия микробиоты при рассеянном склерозе. Значимыми представляются данные о влиянии пероральных препаратов, изменяющих течение рассеянного склероза (ПИТРС), на рост Clostridium perfringens. Получены данные, что финголимод, терифлуномид и диметилфумарат (а также некоторые подобные ему по химической структуре соединения) ингибируют рост Clostridium perfringens. Clostridium perfringens обладает определенным тропизмом к гемато-энцефалическому барьеру и миелину центральной нервной системы, вызывая селективную гибель зрелых олигодендроцитов и демиелинизацию (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32295236/). Диметилфумарат, в частности, обладает фунгицидной активностью (дрожжи также являются частью микробиома), что может вносить существенный вклад в его общую фармакологическую активность при рассеянном склерозе.
Все исследования пока не касались «тканевой жидкости» – ликвора, хотя как раз цереброспинальная жидкость, которая омывает всю центральную нервную систему и часто находится в прямом контакте с пораженным участком, может служить ценным источником биомаркеров различных заболеваний нервной системы, в том числе рассеянного склероза. Наше исследование позволяет впервые должным образом оценить изменения состава и структуры микробиома цереброспинальной жидкости методами газовой хроматографии с масс-селективным детектированием и 16S секвенирования. Метод газовой хроматографии с масс-селективным детектированием позволяет определить наличие микробиотических маркеров в биологической жидкости, а метод 16S секвенирования позволяет идентифицировать состав микробиома.
В целом, детальное изучение микробиотического состава цереброспинальной жидкости позволит заполнить пока ещё большие пробелы в предоставлении о этиологии и патогенезе рассеянного склероза, найти новые биомаркеры развития заболевания, а также может лечь в основу выбора новых потенциальных мишеней для патогенетической терапии, что определяет актуальность проекта и его научную значимость для персонализированной медицины.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1. Омарова М.А., Козин М.С., Бойко А.Н. Свободная циркулирующая микроРНК как потенциальный диагностический маркер при рассеянном склерозе. Неврология, нейропсихиатрия, психосоматика. 2022;14(Прил. 1):29–33, Неврология, нейропсихиатрия, психосоматика. 2022;14(Прил. 1):29–33 (год публикации - 2022)
2.
Садеков Т.Ш., Бойко А.Н., Омарова М.А., Роговский В.С., Жиленкова О.Г., Затевалов А.М., Миронов А.Ю.
ОЦЕНКА СТРУКТУРЫ МИКРОБИОМА ЧЕЛОВЕКА ПРИ РАССЕЯННОМ СКЛЕРОЗЕ ПО КОНЦЕНТРАЦИЯМ МИКРОБНЫХ МАРКЁРОВ В КРОВИ
RUSSIAN CLINICAL LABORATORY DIAGNOSTICS., RUSSIAN CLINICAL LABORATORY DIAGNOSTICS. 2022; 67(10) (год публикации - 2022)
10.51620/0869-2084-2022-67-10-600-606
Публикации
1.
Омарова М.А., Роговский В.С., Садеков Т.Ш., Садекова Г.И., Жиленкова О.Г., Бойко А.Н.
Исследование содержания маркеров микробиоты в цельной крови и цереброспинальной жидкости пациентов с различными типами течения рассеянного склероза и лиц с радиологически изолированным синдромом.
Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. Спецвыпуски. 2023;123(7‑2):96‑102., Спецвыпуски. 2023;123(7‑2):96‑102. (год публикации - 2023)
10.1016/j.cell.2022.08.021
2. Омарова М.А., Бойко А.Н Ось «кишечник-мозг» и рассеянный склероз (обзор) Журнал “Неврология, нейропсихиатрия, психосоматика” (год публикации - 2023)
3. Омарова М.А., Жиленкова О. Г., Бойко А.Н. Оценка содержания микробных метаболитов в ликворе лиц с радиологически изолированным синдромом. Журнал "Неврология, нейропсихиатрия, психосоматика" (год публикации - 2024)
4. Омарова М.А., Бойко А.Н. Влияние препаратов, изменяющих течение рассеянного склероза (ПИТРС) на микробиом кишечника (обзор) журнал «Клиническая практика» (год публикации - 2023)
Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Учитывая полученные данные по анализу микробных маркеров в ликворе методом газовой хроматографии, с последующей спектрометрией, было запланировано проведение 16S секвенирования, которое позволяет идентифицировать состав микробиома. Результаты 16S-секвенирования также подтвердили наличие микробной нагруженности в ликворе пациентов исследуемых групп, отличающейся от контрольной группы. На основании анализа 16S рРНК получены следующие результаты:
Контроль против РРСремиссия: Анализ показал, что несколько таксонов имеют более низкий относительный уровень распространенности в группе Контроль по сравнению с группой РРСремиссия. Таксон Alloiococcus (Phylum: Bacillota, Class: Bacilli) демонстрирует log2FoldChange = -1.88, что указывает на снижение примерно в 3.67 раза. Для таксона Massilia (Phylum: Pseudomonadota, Class: Gammaproteobacteria) значение log2FoldChange = -1.57, что соответствует снижению уровня распространенности примерно в 2.98 раза. Для таксона Hoylesella (Phylum: Bacteroidota, Class: Bacteroidia) значение log2FoldChange = -1.36 соответствует уменьшению уровня распространенности примерно в 2.56 раза. Контроль против РРСобострение: Анализ показал, что таксон Hymenobacter (Phylum: Bacteroidota, Class: Bacteroidia) имеет значительно более низкий относительный уровень распространенности в группе Контроль по сравнению с группой РРСобострение. Рассчитанное значение log2FoldChange = -1.33 указывает на снижение уровня распространенности примерно в 2.52 раза. РРСремиссия против РРСобострение: Анализ показал, что несколько таксонов имеют значительно более высокий относительный уровень распространенности в группе РРСремиссия по сравнению с группой РРСобострение. Наибольший интерес представляет таксон Pseudomonas (Phylum: Pseudomonadota, Class: Gammaproteobacteria), для которого рассчитанное значение log2FoldChange составляет 2.52, что соответствует увеличению уровня распространенности примерно в 5.67 раз. Высокий показатель BaseMean = 2829.59 подтверждает устойчивую представленность этого таксона в выборке, что подчеркивает биологическую значимость выявленных различий. Анализ показал, что несколько таксонов имеют более низкий относительный уровень распространенности в группе РРСремиссия по сравнению с группой РРСобострение: Таксон Neisseria (Phylum: Pseudomonadota, Class: Gammaproteobacteria) демонстрирует log2FoldChange = -1.31, что указывает на снижение примерно в 2.50 раза. Для таксона Duganella (Phylum: Pseudomonadota, Class: Gammaproteobacteria) значение log2FoldChange = -1.25, что соответствует снижению уровня распространенности примерно в 2.37 раза. Для таксона Stenotrophomonas (Phylum: Pseudomonadota, Class: Gammaproteobacteria) значение log2FoldChange = -0.94 соответствует уменьшению уровня распространенности примерно в 1.91 раза. Для таксона Gemella (Phylum: Bacillota, Class: Bacilli) значение log2FoldChange = -0.80, что соответствует снижению уровня распространенности примерно в 1.74 раза.
Все полученные данные позволяют предположить достоверность гипотезы полимикробного инфицирования как этиологического фактора РС.
Дополнительно проведена оценка уровня провоспалительных цитокинов (интерлейкины ИЛ-1 бета и ИЛ-6) и С-реактивного белка (СРБ) у пациентов с острым демиелинизирующим эпизодом (ОДЭ). В исследование были включены пациенты с заболеваниями, родственными РС. Речь идет о пациентах с ОДЭ. По данным литературы появляется все больше свидетельств того, что изменения в составе микробиоты кишечника связаны с различными аутоиммунными заболеваниями. Однако, неясно имеют ли эти ассоциации причинно-следственную связь [doi: 10.3389/fimmu.2021.746998]. В исследовании, проведенном Xu R et al., у пациентов с энцефалитом наблюдалось нарушение микрофлоры кишечника, что проявлялось в доминировании патогенов и истощении комменсалов. Тяжесть заболевания имела положительную корреляцию с Proteobacteria and Akkermansia, но отрицательную - с распространенностью Firmicutes, Clostridia и Ruminococcaceae [doi: 10.3389/fimmu.2020.01994]. Было принято решение для начала провести скрининг провоспалительного потенциала этих пациентов, так как это состояния с большим риском трансформации в РС. Цель исследования заключается в оценке уровня ИЛ-1 бета, ИЛ-6 и СРБ в плазме крови пациентов с ОДЭ и в группе контроля. В исследование было включено 15 пациентов с ОДЭ в анамнезе (n=15): 5 пациентов в острый период заболевания (3 пациента с острым рассеянным энцефаломиелитом (ОРЭМ), 1 - с левамизол-индуцированным ОРЭМ и 1 пациент с острым поперечным миелитом (ОПМ)) и 10 пациентов в период ремиссии. Производилась оценка уровня ИЛ-1 бета, ИЛ-6 и СРБ методом иммуноферментного анализа (ИФА) с дальнейшей оценкой полученных результатов. При сравнительном анализе уровней ИЛ-1 бета, ИЛ-6 и СРБ в группе пациентов с ОДЭ и в контрольной группе достоверных статистически значимых различий не выявлено. Однако, у пациентов с ОДЭ в анамнезе уровень ИЛ-1 бета был статистически выше, чем у пациентов в период ремиссии. Наиболее высокий уровень ИЛ-1 бета в плазме крови обнаружен у пациента с миелитом, который был первым клиническим проявлением заболевания спектра нейрооптикомиелита (ЗСОНМ). Заключение. Полученные предварительные результаты исследования не позволяют однозначно сделать вывод о взаимосвязи уровней провоспалительных цитокинов и СРБ с активностью демиелинизирующего процесса у пациентов с ОДЭ, что, вероятно обусловлено малой выборкой и временем их наблюдения.
Публикации
1. Садекова Г.И., Омарова М.А., Бойко А.Н. Оценка уровня провоспалительных цитокинов и С-реактивного белка у пациентов с острым демиелинизирующим эпизодом. Неврология, нейропсихиатрия, психосоматика (год публикации - 2025)
2.
Садекова Г.И., Омарова М.А., Бойко А.Н.
Рецидивирующие формы острого рассеянного энцефаломиелита: современные представления диагностики и лечения, возможные причины хронизации демиелинизирующего процесса.
Клинический разбор в общей медицине, №1 (том 6), 2025г. (год публикации - 2025)
10.47407/kr2024.6.01.00p435
3. Омарова М.А., Козин М.С., Бойко А.Н. Различие профилей микроРНК в цереброспинальной жидкости у пациентов с ремиттирующим рассеянным склерозом и пациентов с другими неврологическими заболеваниями. Неврология, нейропсихиатрия, психосоматика, №2-2025 (апрель) (год публикации - 2025)