МИКРОБИОМ КИШЕЧНИКА БОЛЬНОГО ВИЛЮЙСКИМ ЭНЦЕФАЛОМИЕЛИТОМ И ЕГО РОЛЬ В ПАТОГЕНЕЗЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ

Вилюйский энцефаломиелит - это уникальное эндемичное заболевание центральной нервной системы, при котором нейродегенеративные процессы инициируются хроническим асептическим субклиническим воспалением мозга. Исследования последних лет свидетельствуют, что кишечная микробиота может влиять на активацию иммунитета и воспаление при различных неврологических состояниях, включая рассеянный склероз, болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера. В данной статье обсуждаются результаты пилотного исследования микробиоты кишечника условно здоровых представителей этноса саха (якуты), а также микробиоты кишечника больного ВЭ, проведенного в сотрудничестве с Институтом биологии гена РАН и Атлас-Биомед группы - Knomics. В образцах кала больных ВЭ снижен уровень представителей родов Prevotella и Faecalibacterium, неклассифицированных членов семейства Ruminococcaeae и порядка Clostridiaceae. Исследование выявило существенное повышение пропорции бактерий рода Akkermansia, архей Methanobrevibacter и на грани значимости рост неклассифицированных представителей семейств Christensenellaceae и Mogibacteriaceae. Анализ ассоциаций микробиома с заболеванием с использованием алгоритма Selbal показал тенденцию к связи заболевания ВЭ с Methanobrevibacter, который представлен в кишечнике человека видом M. Smithii, а также с нормализованным соотношением Methanobrevibacter и одним или более неклассифицированных родов семейства Coriobacteriaceae. Выявленные особенности таксономического состава микрофлоры больных ВЭ способствуют развитию хронического субклинического воспалительного процесса, а также патологического липогенеза.

вилюйский энцефаломиелит, нейродегенерация, микробиом кишечника, метагеном

1. Петров П. А. Вилюйский энцефалит (энцефаломиелит) / П.А. Петров // Невропатология и психиатрия. 1958. - № 6. - С. 669-674.

2. Шаповал А.Н. Вилюйский энцефалит / А.Н. Шаповал. - Якутск, 1959. - 154 с.

3. Goldfarb L.G., Gaidusek D.C. Viluisk encephalomyelitis in the Yakut people of Siberia / L.G. Goldfarb, D.C. Gaidusek // Brain. 1992. - v. 115. - Р. 961-978.

4. Intrathecal synthesis of oligoclonal IgG in patients with Viluisk encephalomyelitis: the relation between oligoclonal bands and clinical features / T.M. Sivtseva, V.A. Vladimirtsev, R.S. Nikitina, et.al. // J. Neurol. Sci. - 2018. - v. 384. - P. 84-88.

5. Viluisk encephalomyelitis - review of the spectrum of pathological changes / C.A. Mclean, C.L. Masters, et al. // Neuropathol. Appl. Neurobiology. - 1997. - v. 23. - P. 212-217.

6. Авцын Ф.П. Новые данные к эпидемиологии и морфологии вилюйского энцефаломиелита / Ф.П. Авцын, А.А. Жаворонков, В.П. Алексеев // Архив патологии. - 1994. - № 4 (56). - C. 39-44.

7. Осаковский В.Л. Иммунопатология вилюйского энцефалита / В.Л. Осаковский, Т.М. Сивцева // Нейроиммунология. - 2012. - № 3-4 (10). - С. 22-27.

8. Гольдфарб Л.Г. Вилюйский энцефаломиелит / Гольдфарб Л.Г., Владимирцев В.А., Ренвик Н.М., Платонов Ф.А. - Новосибирск: Издательство СО РАН, 2014. - 256 с.

9. Cheng M. Stereotypes about enterotype: old and new ideas genomics, proteomics, bioinformatics / M. Cheng, K. Ning // Genomics proteomics bioinformatics. - 2019. - 17. - Р. 4-12.

10. Diversity and coteratype in gut bacterial community of adults in Taiwan / C. Liang, HC Tseng, HM Chen // BMC genomics. - 2017. - v. 18 (supl.1). - Р. 932.

11. Gerhardt S. Changes of colonic bacterial composition in Parkinson’s diseases and other neurodegenerative diseases / S. Gerhardt, MN. Mohajeri // Nutrients. - 2018. - v. 10 (6). - Р. 708.

12. Impact of microbiota on central nervous system and neurological disease: the gut - brain axis. / Q. Ma, C. Xing, W. Long, et.al. // J. neuroinflammation. - 2019. - v. 16. - Р. 53.

13. Analysis of Gut Microbiota in Patients with Parkinson’s Disease / V.A. Petrov, I.V. Saltykova, I.A. Zhukova, et al. // Bull Exp Biol Med. - 2017. - v. 162 (6). - P. 734-737.

14. Parkinson’s disease and Parkinson’s disease medications have distinct signatures of the gut microbiome / E.M. Hill-Burns, JW Debelius, JT Morton, et.al. // Mov Disord. - 2017. - 32(5). - P. 739-749.

15. Alterations of the human gut microbiome in multiple sclerosis / S. Jangi, R. Gandhi, LM Cox, et al. // Nat Commun. - 2016. - v. 28; 7. - P. 12015.

16. Gut microbiome signature of Viluisk encephalomyelitis in Yakuts includes an increase in microbes linked to lean body mass and eating behavior. / V. Kuznetsova, A. Tyakht, L. Akhmadishina, et al. // Orphanet journal of rare diseases. - 2020. - v. 15. - Р. 327.

17. Dahl W.J. Diet, nutrients and the microbiome / W.J. Dahl, D. Rivero Mendoza, J.M. Lambert // Prog Mol Biol Transl Sci. - 2020. - v. 171. -P. 237-263.

18. Akin H. Diet, microbiota, and colorectal cancer. / H. Akin, N. Tözün // J Clin Gastroenterol. - 2014. - 48 Suppl 1. - P. 67-69.

19. Gastric microbiota and carcinogenesis: the role of non-Helicobacter pylori bacteria - A systematic review / E. Dias-Jácome, D. Libânio, M. Borges-Canha, et.al. // Rev Esp Enferm Dig. - 2016. - v. 108(9). - P. 530-540.

20. Mobeen F. Enterotype Variations of the Healthy Human Gut Microbiome in Different Geographical Regions. / F. Mobeen, V. Sharma, P. Tulika // Bioinformation. - 2018. - v. 29; 14(9). - P. 560-573.

21. Faecalibacterium prausnitzii: from microbiology to diagnostics and prognostics / M. Lopez-Siles, S.H. Duncan, L.J. Garcia-Gil, M. Martinez-Medina // ISME J. - 2017. - v. 11(4). - P. 841-852.

22. Role of gut microbiota in type 2 diabetes pathophysiology / M. Gurung, Z. Li, H. You, et.al. // EBioMedicine. - 2020. - 51. - 102590.

23. The gut microbiota in anxiety and depression - A systematic review. / C.A. Simpson, C. Diaz-Arteche, D. Eliby, et.al // Clin Psychol Rev. - 2021.

24. Ruminococcus gnavus, a member of the human gut microbiome associated with Crohn’s disease, produces an inflammatory polysaccharide. / M.T. Henke, D.J. Kenny, C.D. Cassilly, et.al. // Proc Natl Acad Sci U S A. - 2019. - v. 116(26) - P. 12672-12677.

25. Microbiome-metabolome reveals the contribution of gut-kidney axis on kidney disease. / Y.Y. Chen, D.Q. Chen, L. Chen, et al. // J Transl Med. - 2019. - v. 17. - P. 5.

26. Akkermansia muciniphila a human intestinal mucin-degrading bacterium./ M. Derren, EE Vaughan, CM Plugge, WM. de Vos // Int. Journal of systematic and evolutionary microbiology. - 2004. - v. 54. - P. 1469-1476.

27. Biosynthesis of Human Colonic Mucin: Muc2 Is the Prominent Secretory Mucin. / K.M. Tytgat, HA Büller, FJ Opdam, // Gastroenterology. - 1994. - v. 107. - P. 1352-1363

28. Stool microbiome and metabolome differences between colorectal cancer patients and healthy adults / T.L. Weir, D.K. Manter, A.M. Sheflin, et.al. // PLoS One. - 2013. - v. 8. - e70803.

29. Akkermansia muciniphila is a promising probiotic / T. Zhang, Q. Li, L. Cheng, et.al. // Microb Biotechnol. - 2019. - v. 12(6). - P. 1109-1125.

30. Syntrophy via interspecies H2 transfer between Christensenella and Methanobrevibacter underlies their global cooccurrence in the Human Gut / A. Ruaud, S. Esquivel-Elizondo, J. de la Cuesta-Zuluaga, et al. // mBio. - 2020. - v. 11(1). - e03235-19.

31. An obesity-associated gut microbiome with increased capacity for energy harvest /P.J. Turnbaugh, RE Ley, MA Mahowald, et.al. // Nature - 2006. - v. 444. - P. 1027-1031.

32. Gut colonization with Methanobrevibacter smithii is associated with childhood weight development / C.A. Mbakwa, J. Penders, P.H. Savelkoul, et.al. // Obesity (Silver Spring) - 2015. - v. 23. - P. 2508-2516.

33. The Association Between the Gut Microbiota and Parkinson’s Disease, a Meta-Analysis / T. Shen, Y. Yue, T. He, et.al. // Front Aging Neurosci. - 2021. - v. 13. - P. 636545.

34. Comparison of the Intestinal Microbiome of Italian Patients with Multiple Sclerosis and Their Household Relatives / P. Galluzzo, F.C. Capri, L. Vecchioni, et.al. // Life (Basel). - 2021. - v. 11(7). - P. 620.

35. Comprehensive analysis of the fecal microbiota of healthy Japanese adults reveals a new bacterial lineage associated with a phenotype characterized by a high frequency of bowel movements and a lean body type / K. Oki, M. Toyama, T. Banno, et.al. // BMC Microbiol. - 2016. - v. 16(1). - P. 284.

36. Differences in Gut Microbiota in Patients With vs Without Inflammatory Bowel Diseases: A Systematic Review / R. Pittayanon, J.T. Lau, G.I. Leontiadis, et.al. // Gastroenterology. - 2020. - v. 158(4). - P. 930-946.

37. Volkova A. Predictive Metagenomic Analysis of Autoimmune Disease Identifies Robust Autoimmunity and Disease Specific Microbial Signatures / AVolkova, K.V. Ruggles // Front Microbiol. - 2021. - v. 12. - 621310.

38. Fecal microbiota signatures of insulin resistance, inflammation, and metabolic syndrome in youth with obesity: a pilot study. / F. Del Chierico, M. Manco, S. Gardini, et.al. // Acta Diabetol. - 2021. - 58(8):1009-1022.

39. Genetic determinants of the gut microbiome in UK twins /J.K. Goldrich, E.R. Davenport, M. Beaumont, et al. // Cell host microbe. - 2016. - v. 19. - P. 731-743.

40. Heritable components of the human fecal microbiome are associated with visceral fat. / M. Beaumont, JK Goodrich, MA Jackson, et al. // Genome Biol. - 2016. - v. 17(1). - P. 189.

41. The short chain fatty acid receptor GPR43 regulates inflammatory signals in adipose tissue M2-type macrophages /A. Nakajima, A. Nakatani, S. Hasegawa // PLoS One. - 2017. - v. 12(7). - e0179696.

42. The Microbial Metabolites, Short-Chain Fatty Acids, Regulate Colonic Treg Cell Homeostasis / P.M. Smith, M.R. Howitt, N. Panikov, et.al. // Science. - 2013. - Vol. 341, Issue 6145. - P. 569-573