Российские ученые составили «геномные портреты» бактерий у людей в реанимации
Российские ученые детально оценили состав кишечного сообщества бактерий у пациентов, длительно пребывающих в реанимации. Для получения качественных геномов бактерий они применили технологию Hi-C метагеномики, которая позволяет определить пространственную (или трехмерную) форму ДНК. Метод позволит более точно охарактеризовать виды бактерий, которые могут вызвать инфекции и, в перспективе, эффективнее лечить вызванные ими заболевания. Это критически важно для сохранения жизни людей в реанимации.
Российские ученые составили «портреты» бактерий, которые обитают в кишечной флоре пациентов в реанимациях. Информация об этих бактериях важна, так как среди них потенциально могут быть те, которые повышают риск смерти.
В будущем, как считают ученые, будет возможно высокоточно управлять составом микробиома людей, которые находятся в тяжелом состоянии, что поможет им выжить.
«У пациентов, длительно пребывающих в реанимации, наблюдаются серьезные нарушения состава микробиома, — рассказал Александр Тяхт, руководитель исследования, заведующий группой биоинформатики Института биологии гена РАН. – Сообщество бактерий, населяющее их кишечник, потенциально может содержать виды, которые при ослаблении иммунитета могут вызвать инфекции и повысить риск смерти. Поэтому важно изучать, какие виды есть у пациентов и какие особые гены они несут. Например, дающие устойчивость к антибиотикам или повышающие их вирулентность (способность патогена причинять вред хозяину)».
Микробное сообщество (микробиом) кишечника человека участвует в регуляции работы различных систем органов: пищеварительной, иммунной, гормональной, нервной и других. Это обеспечивается слаженным взаимодействием сотен видов микроорганизмов. Когда человек заболевает, баланс микробиома нарушается, что может вести к дальнейшему ухудшению состояния.
В исследовании приняли участие специалисты Института биологии гена РАН, МГУ им. Ломоносова, Федерального научно-клинического центра реаниматологии и реабилитологии, Центра алгоритмической биотехнологии СПбГУ, Университета ИТМО и Медико-генетического научного центра им. академика Н.П. Бочкова.
В качестве «пробного шара» были исследованы микробиомы двух тяжелобольных пациентов, пребывающих в реанимации. Из метагеномов — данных ДНК-секвенирования микробиома — были собраны несколько десятков геномов бактерий, которые были исследованы на предмет их генного состава. Среди реконструированных – геномы таких бактерий, связанных с заболеваниями у человека, как клебсиелла, энтерококки и патогенные клостридии.
«Мы показали, как метод Hi-C метагеномики позволяет на более глубоком уровне удалось изучить те бактерии, которые повышают риски летального исхода у находящегося в реанимации человека, — объясняет Тяхт. — Хотя выборка небольшая, примеры показательные – у обоих пациентов существенно обеднено кишечное сообщество, в кишечнике каждого были не сотни видов бактерий, как обычно у здорового человека, а порядка десятка. Наш подход позволил определить набор генов у каждой из этих бактерий, в том числе более точно отнести те или иные гены к конкретной бактерии. Знание генома позволяет лучше понять, насколько конкретный микроорганизм представляет опасность для здоровья человека со сниженным иммунитетом.
Мы уверены, что дополнение обычной метагеномики технологией определения пространственной формы генома (Hi-C) позволяет ученым больше узнавать о составе и функциях микробиома как здоровых людей, так и пациентов с различными заболеваниями. В дальнейшем на основании анализа большой коллекции геномов можно создавать более дешевые, быстрые методы диагностики инфекций, которые будут применяться непосредственно в больнице».
Фото: сайт Газета.ru, Depositphotos