Лаборатория биомедицинских технологий

Важнейшие результаты

Важнейшие фундаментальные результаты:

Установлена связь микробиома легких с выживаемостью пациентов с немелкоклеточным раком легкого в зависимости от фенотипа стромы опухоли. Бактериальная нагрузка опухоли имеет оппозитное прогностическое значение в зависимости от статуса местного противоопухолевого иммунитета (Совместно с сотрудниками НМИЦ онкологии им. Н.Н.Блохина) (2021 г.).

Выявлена связь микробиома пищевода с выживаемостью пациентов с плоскоклеточным раком пищевода в зависимости от фенотипа опухоли. Установлено, что для плоскоклеточного рака пищевода можно выделить два фенотипа опухолей, которые существенно различаются по прогнозу. Оба типа демонстрируют высокое содержание макрофагов CD206+, но различаются по содержанию грамположительных бактерий. Первый тип характеризуется большим содержанием бактерий и имеет неблагоприятный прогноз. В этих опухолях преобладают грамположительные бактерии, что, по-видимому, определяет их «иммунодепрессивный» фенотип. Второй тип опухолей отличается низким содержанием грамположительных бактерий и благоприятным прогнозом. Преобладание грамотрицательных бактерий в опухолях этого типа способствует увеличению экспрессии индуцируемой NO-синтазы (iNOS) и активному воспалительному ответу, что в итоге может способствовать благоприятному прогнозу (Совместно с сотрудниками НМИЦ онкологии им. Н.Н.Блохина) (2020 г.).

Проведено исследование микробиоты зубного налёта методом секвенирования 16S рДНК у детей с бронхиальной астмой с кариесом и без кариеса. У детей с кариесом отмечено достоверно более высокое содержание микроорганизмов класса Negativicutes, порядка Selenomonadales, семейства Veillonellaceae, рода Veillonella. Относительное обилие рода Neisseria было достоверно выше у детей без кариеса. Вместе с тем, в ротовой полости детей обеих групп выявлены кариесогенные микроорганизмы Streptococcus, Neisseria, Veillonella, Prevotella, Haemophilus, Kingella, Porphyromonas, которые также являются патогенами респираторного тракта и при взаимодействии с иммунной системой могут играть роль в патогенезе астмы (Совместно с сотрудниками Оренбургского государственного медицинского университета) (2019 г.).

Проведено сравнительное исследование геномов трех вагинальных штаммов C. amycolatum, основанное на аннотации и анализе генов, связанных с физиологическими функциями и адаптацией этих микроорганизмов к специфическим условиям вагинального микробиоценоза. Установлено наличие генов устойчивости к кислотному и окислительному стрессу. Установлено наличие генов, ответственных за синтез незаменимых аминокислот и витаминов, что свидетельствует об участии данных штаммов в метаболизме хозяина. Впервые у представителей рода Corynebacterium выявлены и описаны гены, кодирующие синтез вторичных метаболитов и бактериоцинов: поликетидов (мерохлоринов A–D), терпенов, сактипептидов. Впервые выявлен и описан пробиотический потенциал вагинальных изолятов C. amycolatum, а именно подавление прироста планктонной культуры, биоленкообразования, разрушение сформированной биопленки Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Enterococcus faecium, Pseudomonas aeruginosa АТСС 27853, Escherichia coli и Klebsiella pneumoniae, грибов рода Candida (2017, 2021 г.).

Важнейшие прикладные результаты:

Разработан способ усиления бактериальной адгезии, осонованный на обработке вагинальных эпителиоцитов человеческим фибронектином (Патент РФ № 2014 117 850)

В экстрактах бесклеточных супернатантов вагинальных изолятов C. amycolatum описаны и идентифицированы биологически-активные соединения группы 2,5-дикетопиперазина и 2-пирролидона, обладающие антибактериальной и антигрибковой активностью (Патент РФ №2774192)

Основные публикации:

1. Gladysheva, I. V, Cherkasov, S. V, Khlopko, Y. A., Plotnikov, A. O. (2022). Microorganisms. Genome Characterization and Probiotic Potential of Corynebacterium amycolatum Human Vaginal Isolates. https://doi.org/10.3390/microorganisms10020249
2. Gladysheva, I. V, Chertkov, K L, Cherkasov, S V, Khlopko, Y. A., Kataev, V.Y, Valyshev, A. V. Probiotics and Antimicrobial Proteins Probiotic Potential, Safety Properties, and Antifungal Activities of Corynebacterium amycolatum ICIS 9 and Corynebacterium amycolatum ICIS 53 Strains. Probiotics and Antimicrobial Proteins https://doi.org/10.1007/s12602-021-09876-3
3. Kovaleva O., Podlesnaya P., Rashidova M., Samoilova D., Petrenko A., Mochalnikova V., Kataev V., Khlopko Y., Plotnikov A., Gratchev A. Prognostic significance of the microbiome and stromal cells phenotype in esophagus squamous cell carcinoma. Biomedicines. 2021. 9(7): 743. doi: 10.3390/biomedicines9070743.
4. Kovaleva O., Podlesnaya P., Rashidova M., Samoilova D., Petrenko A., Zborovskaya I., Mochalnikova V., Kataev V., Khlopko Y., Plotnikov A., Gratchev A. Lung Microbiome Differentially Impacts Survival of Patients with Non-Small Cell Lung Cancer Depending on Tumor Stroma Phenotype // Biomedicines, 2020, 8(9), 349. doi:10.3390/biomedicines8090349
5. Cherkasov S.V., Popova L.Y., Vivtanenko T.V., Demina R.R., Khlopko Y.A., Balkin A.S., Plotnikov A.O. Oral microbiomes in children with asthma and dental caries // Oral Diseases, 2019. 25 (3): 898-910. doi: 10.1111/odi.13020
6. Kataev V.Y., Sleptsov I.I., Martynov A.A., Aduchiev B.K., Khlopko Y.A., Miroshnikov S.A., Cherkasov S.V., Plotnikov A.O. Data on rumen and feces microbiota profiles of Yakutian and Kalmyk cattle revealed with high-throughput sequencing of 16S rDNA amplicons and data analysis // Data in Brief, 2020
7. Kashkak E.S., Kataev V.Ya., Khlopko Y.A., Budagaeva V.G., Danilova E.V., Oorzhak U.S., Dagurova O.P., Plotnikov A.O. Data on draft genome sequence of Stenotrophomonas sp. SAM-B isolated from a mineral cold spring located in Tyva, Southern Siberia // Data in Brief, 2020, doi: 10.1016/j.dib.2020.106278
8. Ismailov T. , Gogoleva N. , Mironichewa A., Balkin A., Belimov A., Kovtunov Y., Gogolev Y. Transcriptome analysis of the abscisic acid metabolizing rhizobacteria. // FEBS Open Bio. 2018. Т. 8. № S1. P.24-035-T
9. Gladysheva I.V., Khlopko Y.A., Cherkasov SV. Draft genome sequence of the vaginal isolate Corynebacterium amycolatum ICIS 9 // Genome Announc 2017. 5:e00975-17. doi: 10.1128/genomeA.00975-17
10. Gladysheva I.V., Cherkasov S.V., Khlopko Y.A. Antibacterial activities of metabolites from Corynebacterium spp. Strains isolated from the reproductive Tract of a healthy woman against human pathogenic bacteria // Int J Pharm Bio Sci 2017, Volume 8 Issue 3, P. 549-556. doi: 10.22376/ijpbs.2017.8.3.b549-556

Оборудование:

• Стандартное оборудование для выделения ДНК (миницентрифуга, вортекс, дозаторы, твердотельный термостат, гомогенизатор)
• Амплификатор MiniAmp Thermal Cycler (Thermo Fisher Scientific, США)
• Амплификатор T100 Thermal Cycler (Bio-Rad, США)
• Высокоскоростная мини-центрифуга Microspin 12 (Biosan SIA, Латвия)
• Центрифуга с охлаждением Universal 320 R (Andreas Hettich GmbH & Co, Германия)
• Центрифуга Centrifuge 5418 R (Eppendorf, Германия)
• Термостат с функцией охлаждения и нагрева CH-100, Heating/Cooling Dry Block (Biosan SIA, Латвия)
• Шейкер-инкубатор ES-20 (Biosan SIA, Латвия)