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 21-14-00360
НазваниеИзменения кишечных виромов при хронических заболеваниях кишечника как ключ к нормализации микробиоты
Руководитель Тикунова Нина Викторовна, Доктор биологических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук , Новосибирская обл
Конкурс №55 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-110 - Общая и молекулярная микробиология; вирусология
Ключевые слова виром, микробиом, 16S-профилирование, бактериофаг, виробиота, микробиота, высокопроизводительное секвенирование, язвенный колит, рекуррентный клостридиоз,
Код ГРНТИ34.15.00, 34.15.23, 34.27.23
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Большинство заболеваний желудочно-кишечного тракта, а также ряд других заболеваний человека ассоциированы с дисбиотическими нарушениями кишечной микробиоты. Выявление и изучение ключевых факторов, отвечающих за нормализацию кишечной микробиоты, является одной из важнейших научных проблем современной микробиологии. Одним из актуальных направлений в этой области является изучение кишечного вирома – совокупности геномов эукариотических и прокариотических вирусов (бактериофагов). Поскольку основным компонентом кишечной микробиоты является бактериальное сообщество, то роль бактериофагов в поддержании кишечной микробиоты в состоянии нормального динамического равновесия чрезвычайно важна. Однако, несмотря на многочисленные исследования кишечных бактериальных сообществ в норме и при различных патологиях, имеется ограниченное число исследований, посвященных фагообиоте кишечника в норме, и крайне мало исследований фагобиоты при хронических заболеваниях кишечника, хотя патогенные вирусы, вызывающие острые кишечные инфекции, изучены хорошо.
В последние годы для нормализации кишечной микробиоты стали применять процедуру фекотрансплантации (ФТ) – введения донорской микробиоты в различные отделы желудочно-кишечного тракта пациентов с различными заболеваниями. Эффективность этой процедуры официально доказана лишь для лечения пациентов с рекуррентной инфекцией, вызванной Clostridia dificile (рекуррентным клостридиозом). В случае других хронических заболеваний кишечника, а также других нозологий данные об эффективности в сравнении с плацебо противоречивы. Следует также отметить, что при ФТ, кроме целого комплекса биологически активных молекул, пациенту вводится огромный набор микроорганизмов, по сути, аллотрансплантантный биоценоз. В связи с этим, недостаточная обследованность донора и биологического материала от него может привести к нежелательным последствиям. Именно поэтому выявление и изучение ключевого звена кишечной микробиоты, способного нормализовать состав и биоразнообразие микрофлоры, обладает научной значимостью.
Недавно появились сведения о том, что эффективность применения ФТ для лечения пациентов с рекуррентным клостридиозом связана, в первую очередь, с введением бактериофагов, и успех зависит от «приживления» донорских бактериофагов. Поэтому дальнейшее изучение особенностей виробиоты/фагобиоты при различных патологиях, а также степени воздействия донорской виробиоты на различные компоненты кишечной микробиоты является актуальной задачей.
Настоящий проект направлен на изучение особенностей кишечного вирома при язвенном колите и рекуррентном клостридиозе и оценке влияния донорской виробиоты/фагобиоты на кишечные бактериальные сообщества и виромы пациентов, а также на состояние иммунной толерантности в отношении компонентов микробиоты.
Основные задачи проекта:
1. Детально охарактеризовать кишечный виром пациентов с язвенным колитом и рекуррентным клостридиозом по сравнению со здоровыми добровольцами и оценить влияние на виромы пациентов донорской виробиоты.
2. Выявить различия в биоразнообразии и таксономическом составе бактериальных сообществ кишечника пациентов с язвенным колитом и рекуррентным клостридиозом и здоровых и оценить влияние донорской виробиоты на кишечные бактериальные сообщества пациентов.
3. Изучить динамику состояния иммунной толерантности в отношении компонентов виробиоты у пациентов с язвенным колитом и рекуррентным клостридиозом после введения донорской виробиоты.
4. Идентифицировать и детально описать геномы новых бактериофагов и эукариотических вирусов, обнаруженные в виромах кишечных образцов пациентов и здоровых.
Исследования, планируемые в рамках данного проекта, являются оригинальными и будут выполняться впервые. Научная новизна поставленных задач состоит в том, что впервые предлагается одновременно охарактеризовать в каждом образце все основные компоненты кишечного вирома – вирусы/бактериофаги с двуцепочечным ДНК-геномом, вирусы с одноцепочечным коротким ДНК-геномом (обычно анализируют или одно, или другое) и вирусы с РНК-геномом. Впервые будут изучены особенности виромов у больных язвенным колитом и рекуррентным клостридиозом и здоровых, проживающих в азиатской части РФ (известно, что состояние микробиоты зависит, в том числе, и от региона проживания). Впервые предлагается проанализировать изменение кишечного микробиома и вирома у больных язвенным колитом при введении донорского вирома. Впервые будет проанализирована индукция состояния иммунной толерантности в отношении компонентов микробиоты у пациентов с язвенным колитом и рекуррентным клостридиозом. В кишечной микробиоте будут выявлены и охарактеризованы геномы новых бактериофагов/вирусов. Таким образом, в ходе работы будут получены новые знания об особенностях кишечных виромов при при язвенном колите и рекуррентном клостридиозе и будут получены данные о роли донорской виробиоты в нормализации состояния кишечной микробиоты больных и о степени в донорской виробиоты на и иммунный статус пациентов в отношении компонентов микробиоты.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1.
Морозова В.В., Ждид Г., Козлова Ю.Н., Бабкин И.В., Тикунов А.Ю., Тикунова Н.В.
A new Enterobacter cloacae bacteriophage EC151 encodes the deazaguanine DNA modification pathway and represents a new genus within the Siphoviridae family
Viruses, Viruses, 2021, 13(7), 1372; (год публикации - 2021)
10.3390/v13071372
Публикации
1.
Шрайнер Е.В., Хавкин А.И., Новикова М.С., Тикунов А.Ю., Чечушков А.В., Харахорин Р.А., Тикунова Н.В.
СОВРЕМЕННЫЕ СТРАТЕГИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ ЛЕЧЕНИЯ ЯЗВЕННОГО КОЛИТА
Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология, Т. 212, №1, С.149-157 (год публикации - 2023)
10.31146/1682-8658-ecg-209-1-149-157
2.
Власов В.В., Морозов В.В.
Трансплантация фекальной микробиоты в клинической практике в условиях российского здравоохранения (обзор)
Экспериментальная и Клиническая Гастроэнтерология, Т. 212, №4, С. 113-120 (год публикации - 2023)
10.31146/1682-8658-ecg-212-4-113-120
Публикации
1.
Бабкин И.В., Тикунов А.Ю., Морозова В.В., Матвеев А.Л., Тикунова Н.В.
Genomes of a Novel Group of Phages That Use Alternative Genetic Code Found in Human Gut Viromes
Int. J. Mol. Sci., V.24, P.15302 (год публикации - 2023)
10.3390/ijms242015302
2.
Чечушков А., Десюкевич П., Яковлев Т., Ал Алаф Л., Шрайнер Е., Морозов В., Тикунова Н.
Sterile Fecal Microbiota Transplantation Boosts Anti-Inflammatory T-Cell Response in Ulcerative Colitis Patients
Preprints.mdpi.IJMS, # 0511. P.1 (год публикации - 2023)
10.20944/preprints202312.0511.v1
3. Шрайнер Е.В., Хавкин А.И., Тикунов А.Ю., Морозов В.В., Быстрова В.И., Чечушков А.В., Тикунова Н.В. ТРАНСПЛАНТАЦИЯ СТЕРИЛЬНОГО ФИЛЬТРАТА ФЕКАЛЬНОЙ МИКРОБИОТЫ ПРИ ЯЗВЕННОМ КОЛИТЕ Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология (год публикации - 2023)
4.
Байков И.К., Тикунов А.Ю., Бабкин И.В., Федорец В.А., Жираковская Е.М., Тикунова Н.В.
Tentaclins – a Novel Family of Phage Receptor-Binding Proteins That Can Be Hypermutated by DGR Systems
Int. J. Mol. Sci., 24, 17324 (год публикации - 2023)
10.3390/ijms242417324
5.
Бабкин И.В., Тикунов А.Ю., Байков И.К., Морозова В.В., Тикунова Н.В.
Genome Analysis of Epsilon Crass-like Phages Revealed That Some of Them Can Be Temperate Phages Encoding Atypical Diversity-Generating Retroelements
Int J Mol Sci, 06, 23 (год публикации - 2023)
10.20944/preprints202312.0623
6. Тикунов А.Ю., Федорец В.А., Шрайнер Е.В, Морозов В.В, Быстрова В.И., Тикунова Н.В. Intestinal Microbiome Changes and Clinical Outcomes of Patients with Ulcerative Colitis after Fecal Microbiota Transplantation Journal of Clinical Medicine (год публикации - 2023)