Группа метапротеомного анализа

Текущие проекты группы

1. Определение спектра наиболее представленных бактериальных белков микробиоты в различных отделах кишечника в норме и при патологии.
Предполагается выявить спектр наиболее представленных белков микробиоты, характерных для каждого отдела пищеварительного тракта здорового человека. Параллельно ведется отслеживание изменений в данном белково-микробном паттерне, ассоциированных с различными болезнями. Последнее, возможно, выявит связь конкретных заболеваний с изменением микробиотного баланса, либо с изменением в жизнедеятельности микробиоты при сохранении её состава. Работа ведется по двум направлениям. Одним из них является пробоподготовка - разработка и оптимизация протокола по выделению микробиоты из содержимого различных отделов пищеварительного тракта. Цель этого этапа -- получение максимальной полноты микробного состава при максимальном избавлении от человеческих клеток и белков, не связанных непосредственно с бактериями. В процессе разработки находятся протоколы выделения белков из бактериальной массы, в том числе и специфические для различных фракций – мембранных, лигандов, секретируемых и тд. Второе направление - интерпретация данных анализа. В сотрудничестве с биоинформатической группой используются и создаются базы данных бактериальных геномов. Используя для пептидной идентификации геном того же образца, можно в разы повысить количество идентифицированных белков и выход информации с каждого анализа. Методически – после разделения суммарной белковой массы на 1D денатурирующем форезе в полиакриламидном геле, отдельные полосы белков вырезаются и подвергаются трипсинолизу в геле. Далее экстрагируют получившиеся пептиды, разделяют их с помощью жидкостной хроматографии с обращенной фазой (Ultimate 3000 HPLC(Dionex, Sunnydale, CA)) и анализируют их при помощи maxis series LC-Q-TOF-MS (Brucker Daltonics, Germany).

2. Микробиота кишечника у больных болезнью Крона
Болезнь Крона (гранулематозный энтерит) характеризуется хроническим воспалением желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) неясной этиологии. Преимущественно (примерно в 50 % случаев) изъязвления локализуются в терминальной части тонкого кишечника и проксимальной – толстого, но могут возникать и во всех других отделах ЖКТ. Симптомы: боль в животе, диарея, возможна кровь в стуле, возможны повышение температуры, потеря аппетита, потеря веса, боль в суставах и другие признаки генерализованного воспаления. На пораженной слизистой образуются язвы, захватывающие и подлежащие ткани, приводя в итоге к прободению стенки кишечника. Частым осложнением также является непроходимость кишечника за счет образования стриктур. Заболевание является пожизненным, полное излечение невозможно, целью терапии является достижение устойчивой ремиссии, что удается далеко не всегда. Болезнь наиболее распространена в Северной Америке и странах Северной Европы, где частота встречаемости достигает 150 больных на 100 тыс. человек. С распространением повышения уровня жизни предполагают рост распространения заболевания.
Диагностика осуществляется методом эндоскопии и гистологического анализа биопсии тканей слизистой кишечника. Общепринятого скринингового метода анализа не существует. Вместе с тем такой метод необходим как для дифференцировки болезни Крона от других воспалительных заболеваний ЖКТ (в особенности язвенного колита), так и для возможности ранней (до наступления тяжелых осложнений) постановки диагноза.
В связи с этим актуальными задачами на сегодняшний день представляются как выявление механизма развития заболевания, так и разработка новых подходов для его ранней диагностики и прогноза лечения.

Направления исследований:
1) Исследование особенностей состава микробиоты ЖКТ у больных болезнью Крона. Выявление специфических бактериальных и человеческих белков и иных метаболитов, ассоциированных с этим заболеванием. Оценка возможной разработки способов ранней диагностики болезни Крона по присутствию этих маркеров в легко получаемых для анализа субстанциях (кале, крови и т.д.).

2) Выявление роли специфических штаммов адгезивно-инвазивной E. coli в патогенезе болезни Крона. Анализ вариативности генома E. coli внутри конкретного образца, у одного пациента с течением болезни, у различных пациентов. Выяснение генов/групп генов, характерных именно для штаммов E. coli, ассоциированных с болезнью Крона.

3) Анализ роли миелопероксидазы нейтрофилов человека и продуктов её ферментативных реакций в развитии болезни Крона. Выявление действия миелопероксидазы на различные штаммы адгезивно-инвазивной и обычной E. coli.