V Заседание Научного совета СКК MRIYA RESORT SPA�МЕДИЦИНА ЗДОРОВОГО ДОЛГОЛЕТИЯ��Тема: Экспресс диагностика микробиоты в программах Превентивной медицины, метаэкспосом человека

Ловцеич Сергей Михайлович кандидат медицинских наук, доктор биологической медицины. Медицинский директор Института аналитической токсикологии. Основатель Школы ортомолекулярной медицины.

Микробиота кишечной трубки

«Тонкий кишечник: обеденный стол совещаний "хозяин–микробиота"

Karen Delbaere, Инес Роджерс, Ауриан Брон, Клод Дюриф, Tom Van de Wiele, Stéphanie Blanquet-Diot, Ludovica Marinelli

Обзоры микробиологии FEMS, том 47, выпуск 3, май 2023, fuad022, https://doi.org/10.1093/femsre/fuad022

​

• Рецензируемый научный журнал, публикующий приглашенные обзорные статьи в области микробиологии. Журнал был основан в 1985 году и издается издательством Oxford University Press от имени Федерации европейских микробиологических обществ.

Микробиота тонкой кишки

​

• Последние технологические достижения, применимые для исследования этой сложной среды позволяют расширить наши знания и перейти к интеграции бактерий (тонкой) кишечники в персонализированные терапевтические подходы.
• Микроорганизмы пищеварительного тракта, и особенно тонкой кишки, является важнейшим связующим звеном. Поскольку тонкий кишечник является основным местом переваривания и абсорбции питательных веществ, крайне важно понимать, как сложная взаимосвязь между физиологией кишечника, диетическими факторами и микробиотой тонкой кишечника может влиять на состояние здоровья.
• Большинство исследований основывались на образцах кала для характеристики микробной экологии кишечника, хотя и не охватить разнообразную микробную филогению. Тонкий кишечник на самом деле является малодоступным участком организма, что затрудняет прямой отбор проб и делает его инвазивным.
• Методы omics, высокопроизводительное секвенирование и метаболомный подходы значительно расширили наши знания о функциональности и микробном составе разных отделов тонкой кишечника. Тем не менее, точная количественная оценка и характеристика его экологии по-прежнему остаются ограниченными из-за погрешности отбора проб, зависящей от техники.

Микробиота 12 перстной кишки

​

• В исследовании Li et al. (2015) сравнивали микробный состав биоптатов двенадцатиперстной кишки и дуоденальной жидкости. Обнаружили, что доминирующие микробы различаются в обоих образцах. В биоптатах преобладали Acinetobacter, Bacteroides и Prevotella, в дуоденальной жидкости Prevotella, Stenotrophomonas и Streptococcus.

Микробиота тощей кишки

• Нагрузка на тощую кишку колеблется от 5,8 × 10 3 до 8,0 × 10 6 КОЕ / мл при взятии пробы во время энтероскопии (Sundin et al., 2017), однако при взятии пробы во время операции в медиане популяции были обнаружены более низкие уровни бактерий <1,6 × 103 2022). Что касается устойчивости к кислороду, микробиота просвета тощей кишки в основном состоит из аэробов, факультативных и облигатных анаэробов и кислородоустойчивых бактерий (Hayashi et al., 2005, Sundin et al., 2017).

Микробиота подвздошной кишки

• С точки зрения разнообразия биопсии подвздошной кишки были обнаружены более разнообразными, чем биопсии тощей кишки (Nagasue et al., 2022).
• Действительно, внутрииндивидуальные различия в выделениях из подвздошной кишки, как описано, в целом выше, чем в образцах кала, и демонстрируют суточные колебания, на которые, возможно, влияет диета или другие сопутствующие факторы. В течение 9 дней наблюдалось около 44% сходства в отходах из илеостомы, в то время как образцы кала, как обнаружено, имеют около 92% сходства в течение периода минимум в 2 месяца (Rajilić-Stojanović et al., 2009, Booijink et al., 2010).

Метаэкспосомный анализ микробиоты методом масс-спектрометрии микробных маркеров

Abel и соавторы 1969 г. предложили применение ГХ как чувствительного метода для анализа липидов с целью классификации м.о., основанной на их химическом составе.

Так как содержание ЖК в клетках микробов данного вида одинаково и специфично, то их концентрация в клиническом материале пропорцинальна численности этого вида микроорганизмов

Chemical Methods in Bacterial Systematics.//- Eds M.Goodfellow. D.E. Minnikin.- 1985.

​

Мультиионный метод ГХ-МС (МСММ) in-situ анализа состава микробных сообществ

разработан на базе исследований НИИ биологического приборостроения Минмедбиопрома при поддержке академика РАН Г.А.Заварзина и гранта Министерства экологии и охраны недр РФ «Экологическая безопасность России»

• Метод основан на выявлении присутствия микроорганизмов в объектах окружающей среды (воде, почве, стоках и т.п.) по специфическим для них химическим веществам – маркерам из числа высших жирных кислот, альдегидов и стеринов, входящих в состав их клеточной стенки.

��

Новая медицинская технология является методикой

«Оценка микроэкологического статуса человека»

методом хромато-масс-спектрометрии»

Разрешение на применение МСММ

ФС № 2010/038 от 24.02.2010г

Коллектив авторов: академик РАМН, профессор Баранов В.М.; член-корр. РАН Орлов О.И.,

д.б.н. профессор Осипов Г.А., д.м.н. профессор Белобородова Н.В., д.м.н. Пахомова А.А.,

д.м.н. Ильин В.К., к.б.н. Родионова Т.А.,

д.м.н. Мухамедиева Л.Н.,

Метаэкспосомный анализ микробиоты методом МСММ в лаборатории Института аналитической токсикологии соответствует международному межгосударственному стандарту надлежащей лабораторной практики GLP

• 2010 – 2016 годы под руководством ведущего научного сотрудника Института аналитической токсикологии Г.А. Осипова при поддержке разработчика медицинских Масс – спектрометров компании Интерлаб (Россия) выполнена работа по разработки стандарта.
• Конфигурация Масс спектрометра «Маэстро Альфа МС» под метод
• Разработан полный пакет программного обеспечения
• Стандартизованная форма отчета для возможности межлабораторного контроля (включая перечень микроорганизмов)
• Достигнута возможность серийного анализа без присутствия оператора 
• Проведена валидация метода

​

​

​

​

​

�Универсальность в отношении принимаемого биоматериала�

• 1. Аспират из матки
• 2. Биоптат тканей
• 3. Бронхоальвеолярный секрет
• 4. Вагинальное содержимое
• 5. Дренаж
• 6. Кровь
• 7. Ликвор
• 8. Мазок из зева
• 9. Мазок из уретры
• 10. Мазок из уха

• 11. Мазок из цервикального канала
• 12. Отделяемое глаза
• 13. Отделяемое носа
• 14. Раневое отделяемое
• 15. Секрет простаты
• 16. Слюна
• 17. Смыв трахеи
• 18. Соскоб кожи
• 19. Фекалии
• 20. Моча
• 21. Эякулят
• Другие пробы при необходимости

​

• Разработал метод метаэкспомики для предиктивной диагностики метаболических нарушений по концентрациям микробных маркеров в крови
• Совместно с ГБУЗ МО МОНИКИ им. М. Ф. Владимирского (Москва) разрабатывается предиктивная диагностика по микробным маркерам метаэкспосома метаболических и аутоимунных нарушений в педиатрии
• Совместно с НМИЦ Кулакова (Москва)разрабатывается предиктивная диагностика по микробным маркерам метаэксопосома расстройств аутистического спектра у детей
• Совместно с МНИИ эпидемилиогии и микробиологии им. Г.Н. Габрическвого (Москва) разработана предиктивная диагностика рака кишечника по микробным маркерам метаэкспосома (д.б.н. Затевалов А.М.)

​

Безродный Святослав Леонидович

- научный сотрудник ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова» Минздрава РФ,

• ведущий научный сотрудник ООО «Институт Аналитической Токсикологии»,
• кандидат биологических наук

Борис Аркадьевич Шендеров 1941 – 2020гг.

Руководитель национальной ассоциации «Эпидбиомед», директор Института эпидемиологии и микробиологии им. Габричевского, учёный с мировым именем в области микробиологи, гнотобиологии, функциональных продуктов питания и предложил создать программу: «Здоровое питание АСВОМЕД», которая затем была апробирована и внедрена в профессиональной медицине силовых ведомств, на многих промышленных предприятиях, в ведущих клинических санаториях.

В 2002 году вышла «Этюды об адаптации и путях сохранения здоровья», в соавторстве с академиком РАН Агаджаняном Николаем Александровичем. В 2002 году вышел в свет первый номер научного журнала «Вестник восстановительной медицины», который стал отражением всех значимых достижений, находок, методов и технологий в области сохранения профессионального здоровья.

КИШЕЧНАЯ МИКРОБИОТА КАК ИСТОЧНИК НОВЫХ БИОМАРКЕРОВ СТАРЕНИЯ �УДК 613.2ФБУН �«НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н.Габричевского», г. М-а, РФ�Безродный С.Л., Шендеров Борис Аркадьевич ��

Определение микробных маркеров крови методом масс-спектрометрии позволило установить структуру и количественный состав пристеночной кишечной микробиоты у людей в зрелом, пожилом и преклонном возрасте. У обследованных групп выявлены различия в содержании определенных таксономических микробных филотипов в микробиоте кишечника, а также в количестве эндотоксина и бактериального плазмалогена в плазме крови; особенно четко эти различия выявлялись у людей старше 75 лет.

Метод может быть рекомендован в качестве экспрессной технологии оценки профиля состава пристеночной микробиоты кишечника людей пожилого и преклонного возраста. Выявляемые микроэкологические различия могут рассматриваться в качестве биомаркеров старения и долголетия.

Заболевания диагностируемые с помощью ОМИК-технологий

25

Метаболом

Рак кишечника

Преддиабет

Нарушение толлерантности к глюкозе

Стеароз печени

Сочетанная дислипидемия

Метаболом микробиоты

Хроническая артериальная гипертензия

Тонзиллит

Бронхит

Пневмония

Бактериальный дисбиоз

Вирусный дисбиоз

Частоболеющие

Микробиом-ассоциированная экспосомика

Диабет 2 типа

Рак кишечника

Сочетанная дислипидемия

Рассеянный склероз

Герпес-вирусные инфекции

Хеликобактер-ассоциированные заболевания

Криптоспоридиоз

Гастро эзофагеальная рефлюксная болезнь

Хронический гастрит

Пневмоцистоз

Дискриминантный анализ метаэкспосома

26

Дискриминантная функция

Гиперплоскость, описываемая классификационными уравнениями

М1

М2

D_f = k₁*X₁+k₂*X₂

F₁ = a₁₁*X₁+a₁₂*X₂

F₂ = a₂₁*X₁+a₂₂*X₂

F₁ < F₂

F₁ > F₂

Классификационные уравнения

МНИИ эпидемилиогии и микробиологии им. Г.Н. Габрическвого

• На сегодняшний день в институте рассчитаны модели идентификации различных заболеваний и синдромов.
• Эта работа только начата, поэтому многие модели являются пилотными, так как созданы на небольших выборках, не валидированы и поэтому имеют невысокую устойчивость. Для усовершенствования этих моделей требуется дополнительный сбор данных и несколько этапов валидации.

​

Мультиомиксные исследования новая парадигма персонализированные подходы с системной биологией.

• Развитие мультиомики напрямую связано с технологиями: высокопроизводительными и автоматизированными биохимическими методами анализа (секвенирование, масс-спектрометрия, цитометрия и другие), программным обеспечением, базами данных и искусственным интеллектом.
• Совокупность Мультиомиксных и неомиксных данных (клиническая информацию о пациенте), позволяет приступить к анализу — который, по сути, не знает границ.
• Можно выявить новые биомаркеры и сигнальные пути, понять механизмы интересующих процессов, предсказать состояние здоровья или исходы лечения болезни у пациента.
• Использование метаэкспосомики может дополнить и повысить эффективность применяемых ОМИК-методов.