Специалисты Института эпидемиологии и микробиологи Научного центра проблем здоровья семьи и репродукции человека (Иркутск) исследуют особенности состава, структуры и функционального потенциала микробиоты туберкулезных очагов в легком. В качестве материала исследователи используют образцы хирургически иссеченных туберкулем, сравнивая их с образцами гистологически нормальной (непораженной опухолью) ткани легкого от пациентов с раком легкого. Работа является важным шагом в понимании роли микроорганизмов в патогенезе туберкулеза и может привести к разработке инновационных подходов к его лечению. Статья об этом опубликована в журнале «Клеточные технологии в биологии и медицине».
Длительное время дыхательные пути человека ошибочно считались стерильными. Сейчас с применением современных подходов, в первую очередь метагеномного секвенирования, стало возможным глубокое изучение микробных сообществ легких — труднодоступного и непростого в изучении объекта. Научным сообществом уже накоплено большое число данных по участию динамичных бактериальных сообществ нижних и верхних дыхательных путей в патогенезе респираторных заболеваний, а вот динамика микробиоты легких при туберкулезе остается малоизученной.
В Институте эпидемиологии и микробиологии НЦ ПЗСРЧ микробиом легких при туберкулезе исследуют не один год. Ранее иркутскими учеными было сформирована концепция, что исход развития туберкулезной гранулемы может зависеть от присутствия в очаге сателлитной микробиоты.
Руководитель научного проекта, директор ИЭМ НЦ ПЗСРЧ доктор медицинских наук. Олег Борисович Огарков поясняет: «Исследование микробиома туберкулезного очага перспективно для решения важнейших задач российского здравоохранения, направленных на разработку новых методов диагностики, профилактики и контроля этого опасного инфекционного заболевания. Известно, что Mycobacterium tuberculosis (МБТ) способны вызывать структурные изменения в легочной ткани вплоть до творожистого некроза, называемого «казеум» (сыр по латыни).Роль комменсальных микроорганизмов казеума до настоящего времени не описана. Проведенное нами секвенирование вариабельных фрагментов гена 16S рРНК хирургически иссеченных туберкулем и биоптатов нормальной ткани легкого позволило охарактеризовать разнообразие и прогностический потенциал бактериальных сообществ».
Исследование проводится учеными в сотрудничестве с коллегами из Иркутского медицинского университета, Иркутской областной клинической туберкулезной больницей и Иркутского областного онкологического диспансера. Совместная работа позволяет изучать уникальные и труднодоступные образцы ткани, полученные в ходе оперативных хирургических вмешательств.
Олег Огарков отмечает: «И творожистый некроз из туберкулем, и участки “здоровой” ткани, вырезанной хирургами-онкологами при иссечении опухолей, являются уникальными объектами для микробиолога, изучающего микробиом легкого при туберкулезе. В настоящий момент, только в России и Южной Корее продолжают широко использовать хирургическое лечение при туберкулезе легких. А значит, в наших руках имелся уникальный материал, позволяющий провести системное сравнение микробиома туберкулезного очага с относительно здоровой тканью легкого, получаемого при онкологических операциях в силу правила «удаление опухоли в пределах здоровой ткани».
«Образцы хирургически иссеченных туберкулем позволяют нам, как исследователям, иметь дело именно с теми микроорганизмами, которые соседствуют с возбудителем заболевания и потенциально могут повлиять на его исход. Другое преимущество работы с таким материалом заключается в том, что риск его контаминации микроорганизмами верхних дыхательных путей сведен к минимуму», — рассказывает участник проекта, младший научный сотрудник лаборатории эпидемиологически и социально значимых инфекций НЦ ПЗСРЧ Елизавета Андреевна Орлова.
Результаты исследования, опубликованные в научной статье, показали, что состав микробиоты относительно здоровых легких варьирует в таксономическом разнообразии и представлен грамположительными и грамотрицательными бактериями с достаточно сходным метаболическим потенциалом. Микробиота исследованных туберкулем в этом исследовании на 99,9 % состояла из Mycobacterium tuberculosis. В некоторых случаях туберкулемы имеют полимикробный состав. Учеными выдвигается гипотеза, что процесс превращения «туберкулезной» гранулемы в «полимикробную» — это разновидность неблагоприятного развития туберкулезного очага. Они предполагают, что размножение в анаэробных условиях туберкулемы микроорганизмов, отличных от возбудителя туберкулеза, является спусковым крючком каскада реакций, ведущих в конечном итоге к разжижению казеума и возникновению в легком полости распада.
Уточнение данной концепции о влиянии сателлитной микробиоты на исход заболевания будет продолжено на следующих этапах исследования. Так, в текущем году будет проведен модельный эксперимент in vitro по совместному культивированию M. bovis BCG (бычий аналог M.tuberculosis) с выделенной из туберкулезного очага анаэробной бактерией Corynebacterium kefirresidentii, чтобы выяснить, как такое соседство влияет на микроорганизмы, с одной стороны, и иммунитет человека, с другой.
В целом, уверены сотрудники ИЭМ, изучение состава микробиоты туберкулезных очагов способно привести к выявлению ассоциированных с заболеванием микробных видов, которые могут изменить представление о патогенезе заболевания, что в конечном итоге, должно помочь в разработке новых методов диагностики, а так же в лечении заболевания.
Работа выполняется при поддержке РНФ (грант № 23-15-00280).
Пресс-служба НЦ ПЗСРЧ
