Особенности состава микробиоты кишечника у пациентов с рассеянным склерозом, получающих пероральные препараты, изменяющие течение рассеянного склероза
- Авторы: Тарасова Е.А.1, Людыно В.И.1, Мацулевич А.В.1, Негореева И.Г.2, Ильвес А.Г.2, Ивашкова Е.В.2, Шкильнюк Г.Г.2, Абдурасулова И.Н.1
-
Учреждения:
- Институт экспериментальной медицины
- Институт мозга человека им. Н.П. Бехтеревой РАН
- Выпуск: Том 21, № 4 (2021)
- Страницы: 47-56
- Раздел: Оригинальные исследования
- URL: https://journals.rcsi.science/MAJ/article/view/88595
- DOI: https://doi.org/10.17816/MAJ88595
- ID: 88595
Цитировать
Аннотация
Введение. Гетерогенный дисбиоз кишечного микробиома является частым признаком рассеянного склероза. В этом пилотном исследовании мы сравнили уровень некоторых кишечных бактерий у пациентов с рассеянным склерозом, которые получали пероральные препараты, изменяющие течение рассеянного склероза, и у пациентов без терапии.
Материалы и методы. В исследование вошли пациенты с ремиттирующим или вторично прогрессирующим / первично прогрессирующим рассеянным склерозом. Пациенты с рассеянным склерозом получали лечение финголимодом (n = 31), терифлуномидом (n = 21) или не получали лечения (n = 31). Уровни бактерий в образцах стула определяли методом культивирования и полимеразной цепной реакцией в режиме реального времени.
Результаты. Выявлены различия в уровнях симбиотических и условно-патогенных бактерий в образцах фекалий пациентов с рассеянным склерозом, которые получали препараты, изменяющие течение рассеянного склероза, и пациентов без терапии. Кроме того, у этих пациентов существовала разница в спектре расстройств желудочно-кишечного тракта. У пациентов, получавших финголимод, уровень некоторых видов бактерий был снижен по сравнению с пациентами без терапии, включая Escherichia coli с нормальной ферментативной активностью, Sutterella wadsworthensis (тип Proteobacteria), бутират-продуцирующие бактерии Roseburia spp., Faecalibacterium prausnitzii и Ruminococcus spp. (тип Firmicutes, класс Clostridia). У пациентов, получавших терифлуномид, наблюдалось снижение уровня Lactobacillus spp. и Enterococcus spp. (тип Firmicutes, класс Bacilli) и Ruminococcus spp. Повышенный уровень Bifidobacterium spp. отмечен у пациентов всех групп с более высокими баллами по шкале EDSS.
Выводы. Исследование показало негативное влияние пероральных препаратов, изменяющих течение рассеянного склероза, на состав кишечной микробиоты и расстройства функций желудочно-кишечного тракта. Однако необходимы более масштабные исследования, чтобы подтвердить эти предварительные результаты и разработать способы нормализации дисбиоза кишечника у пациентов с рассеянным склерозом.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Елена Анатольевна Тарасова
Институт экспериментальной медицины
Email: tarasovahellen@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0160-9590
Scopus Author ID: 25937494300
ResearcherId: J-6990-2018
научный сотрудник, Физиологический отдел им. И.П. Павлова
Россия, 197376, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, д. 12Виктория Иосифовна Людыно
Институт экспериментальной медицины
Email: vlioudyno@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1449-7754
SPIN-код: 8980-8497
Scopus Author ID: 6504455988
ResearcherId: E-3797-2014 H-6
кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, Физиологический отдел им. И.П. Павлова
Россия, 197376, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, д. 12Анна Викторовна Мацулевич
Институт экспериментальной медицины
Email: cat_fly@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-0030-9548
SPIN-код: 8464-1814
Scopus Author ID: 57190964381
ResearcherId: J-8280-2018
научный сотрудник, Физиологический отдел им. И.П. Павлова
Россия, 197376, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, д. 12Ирина Григорьевна Негореева
Институт мозга человека им. Н.П. Бехтеревой РАН
Email: nip@ihb.spb.ru
ORCID iD: 0000-0002-1497-7109
SPIN-код: 7742-7720
Scopus Author ID: 23498576100
кандидат медицинских наук, научный сотрудник, Лаборатория нейроиммунологии
Россия, Санкт-ПетербургАлександр Геннадьевич Ильвес
Институт мозга человека им. Н.П. Бехтеревой РАН
Email: ailves@hotmail.com
ORCID iD: 0000-0002-9822-5982
SPIN-код: 1068-7281
Scopus Author ID: 36113684700
ResearcherId: AAO-7683-2021
кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник, Лаборатория нейроиммунологии
Россия, Санкт-ПетербургЕлена Владимировна Ивашкова
Институт мозга человека им. Н.П. Бехтеревой РАН
Email: ivashkova@ihb.spb.ru
ORCID iD: 0000-0002-0201-0136
SPIN-код: 5861-9531
Scopus Author ID: 6507961979
кандидат медицинских наук, научный сотрудник, Лаборатория нейроиммунологии
Россия, Санкт-ПетербургГалина Геннадьевна Шкильнюк
Институт мозга человека им. Н.П. Бехтеревой РАН
Email: galinakima@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7175-668X
Scopus Author ID: 57193109310
ResearcherId: AAZ-3672-2020
кандидат медицинских наук, научный сотрудник, Лаборатория нейроиммунологии
Россия, Санкт-ПетербургИрина Николаевна Абдурасулова
Институт экспериментальной медицины
Автор, ответственный за переписку.
Email: i_abdurasulova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1010-6768
Scopus Author ID: 22233604700
ResearcherId: J-6887-2018 H-3
кандидат биологических наук, зав. лаборатории, Физиологический отдел им. И.П. Павлова
Россия, 197376, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, д. 12Список литературы
- Stratton CW, Wheldon DB. Multiple sclerosis: An infectious syndrome involving Chlamydophila pneumoniae. Trends Microbiol. 2006;14(11):474–479. doi: 10.1016/j.tim.2006.09.002
- Berer K, Krishnamoorthy G. Microbial view of central nervous system autoimmunity. FEBS Lett. 2014;588(22):4207–4213. doi: 10.1016/j.febslet.2014.04.007
- Hill DA, Artis D. Intestinal bacteria and the regulation of immune cell homeostasis. Annu Rev Immunol. 2010;28:623–667. doi: 10.1146/annurev-immunol-030409-101330
- Atarashi K, Tanoue T, Shima T, et al. Induction of colonic regulatory T cells by indigenous Clostridium species. Science. 2011;331(6015):337–341. doi: 10.1126/science.1198469
- Gaboriau-Routhiau V, Rakotobe S, Lécuyer E, et al. The key role of segmented filamentous bacteria in the coordinated maturation of gut helper T cell responses. Immunity. 2009;31(4):677–689. doi: 10.1016/j.immuni.2009.08.020
- Ivanov II, Frutos Rde L, Manel N, et al. Specific microbiota direct the differentiation of IL-17-producing T-helper cells in the mucosa of the small intestine. Cell Host Microbe. 2008;4(4):337–349. doi: 10.1016/j.chom.2008.09.009
- Buscarinu MC, Cerasoli B, Annibali V, et al. Altered intestinal permeability in patients with relapsing-remitting multiple sclerosis: A pilot study. Mult Scler. 2017;23(3):442–446. doi: 10.1177/1352458516652498
- Camara-Lemarroy CR, Metz L, Meddings JB, et al. The intestinal barrier in multiple sclerosis: implications for pathophysiology and therapeutics. Brain. 2018;141(7):1900–1916. doi: 10.1093/brain/awy131
- Braniste V, Al-Asmakh M, Kowal C, et al. The gut microbiota influences blood-brain barrier permeability in mice. Sci Transl Med. 2014;6(263):263ra158. doi: 10.1126/scitranslmed.3009759
- Hoban AE, Stilling RM, Ryan FJ, et al. Regulation of prefrontal cortex myelination by the microbiota. Transl Psychiatry. 2016;6(4):e774. doi: 10.1038/tp.2016.42
- Miyake S, Kim S, Suda W, et al. Dysbiosis in the gut microbiota of patients with multiple sclerosis, with a striking depletion of species belonginf to Clostridia XIVa and IV clusters. PLoS One. 2015;10(9):e0137429. doi: 10.1371/journal.pone.0137429
- Jangi S, Gandhi R, Cox LM, et al. Alterations of the human gut microbiome in multiple sclerosis. Nat Commun. 2016;7:12015. doi: 10.1038/ncomms12015
- Chen J, Chia N, Kalari KR, et al. Multiple sclerosis patients have a distinct gut microbiota compared to healthy controls. Sci Rep. 2016;6:28484. doi: 10.1038/srep28484
- Abdurasulova IN, Tarasova EA, Ermolenko EI, et al. Multiple sclerosis is associated with altered quantitative and qualitative composition of intestinal microbiota. Medical Academic Journal. 2015;15(3):55–67. (In Russ.)
- Levinthal DJ, Rahman F, Nusrat S, et al. Adding to the burden: gastrointestinal symptoms and syndromes in multiple sclerosis. Mult Scler Int. 2013;2013:319201. doi: 10.1155/2013/319201
- Arnason BG. Long-term experience with interferon beta-1b (Betaferon) in multiple sclerosis. J Neurol. 2005;252 Suppl 3: iii28–iii33. doi: 10.1007/s00415-005-2014-2
- Weinstock-Guttman B, Nair KV, Glajch JL, et al. Two decades of glatiramer acetate: From initial discovery to the current development of generics. J Neurol Sci. 2017;376:255–259. doi: 10.1016/j.jns.2017.03.030
- Cantarel BL, Waubant E, Chehoud C, et al. Gut microbiota in multiple sclerosis: possible influence of immunomodulators. J Investig Med. 2015;63(5):729–734. doi: 10.1097/JIM.0000000000000192
- Abdurasulova IN, Tarasova EA, Nikiforova IG, et al. The intestinal microbiota composition in patients with multiple sclerosis receiving different disease-modifying therapies DMT. S.S. Korsakov Journal of Neurology and Psychiatry. 2018;118(8–2): 62–69. (In Russ.). doi: 10.17116/jnevro201811808262
- Castillo-Alvarez F, Perez-Matute P, Oteo JA, Marzo-Sola ME. The influence of interferon β-1b on gut microbiota composition in patients with multiple sclerosis. Neurologia (Engl Ed). 2021;36(7):495–503. doi: 10.1016/j.nrl.2018.04.006
- Abdurasulova IN, Ermolenko EI, Matsulevich AV, et al. Effects of probiotic Enterococci and Glatiramer Acetate on the severity of experimental allergic encephalomyelitis in rats. J. Neurosci Behav Physiol. 2017;47(7):866–876. doi: 10.1007/s11055-017-0484-1
- Nwankwo E, Allington DR, Rivey MP. Emerging oral immunomodulating agents – focus on teriflunomide for the treatment of multiple sclerosis. Degener Neurol Neuromuscul Dis. 2012;2:15–28. doi: 10.2147/DNND.S29022
- Portaccio E. Evidence-based assessment of potential use of fingolimod in treatment of relapsing multiple sclerosis. Core Evid. 2011;6:13–21. doi: 10.2147/CE.S10101
- Storm-Larsen C, Myhr K-M, Farbu E, et al. Gut microbiota composition during a 12-week intervention with delayed-release dimethyl fumarate in multiple sclerosis – a pilot trial. Mult Scler J Exp Transl Clin. 2019;5(4):2055217319888767. doi: 10.1177/2055217319888767
- Krogh K, Christensen P, Sabroe S, Laurberg S. Neurogenic bowel dysfunction score. Spinal Cord. 2006;44(10): 625–631. doi: 10.1038/sj.sc.3101887
- Takewaki D, Suda W, Sato W, et al. Alterations of the gut ecological and functional microenvironment in different stages of multiple sclerosis. Proc Natl Acad Sci USA. 2020;117(36):22402–22412. doi: 10.1073/pnas.2011703117
- Cekanaviciute E, Yoo BB, Runia TF, et al. Gut bacteria from multiple sclerosis patients modulate human T cells and exacerbate symptoms in mouse models. Proc Natl Acad Sci USA. 2017;114(40):10713–10718. doi: 10.1073/pnas.1711235114
- Cekanaviciute E, Pröbstel A-K, Thornann A, et al. Multiple sclerosis-associated changes in the composition and immune functions of spore-forming bacteria. mSystems. 2018;3(6):e00083–18. doi: 10.1128/mSystems.00083-18
- Kozhieva M, Naumova N, Alikina T, et al. Primary progressive multiple sclerosis in a Russian cohort: relationship with gut bacterial diversity. BMC Microbiol. 2019;19(1):309. doi: 10.1186/s12866-019-1685-2
- Ventura RE, Iizumi T, Battaglia T, et al. Gut microbiome of treatment-naïve MS patients of different ethnicities early in disease course. Sci Rep. 2019;9(1):16396. doi: 10.1038/s41598-019-52894-z
- Cox LM, Maghzi AH, Liu S, et al. The gut microbiome in progressive multiple sclerosis. Ann Neurol. 2021;89(6):1195–1211. doi: 10.1002/ana.26084
- Reynders T, Devolder L, Valles-Colomer M, et al. Gut microbiome variation is associated to Multiple Sclerosis phenotypic subtypes. Ann Clin Transl Neurol. 2020;7(4):406–419. doi: 10.1002/acn3.51004
- Christiansen SH, Murphy RA, Juul-Madsen K, et al. The immunomodulatory drug Glatiramer Acetate is also an effective antimicrobial agent that kills gram-negative bacteria. Sci Rep. 2017;7(1):15653. doi: 10.1038/s41598-017-15969-3
- Rumah KR, Vartanian TK, Fischetti VA. Oral multiple sclerosis drugs inhibit the in vitro growth of epsilon toxin producing gut bacterium, Clostridium perfringens. Front Cell Infect Microbiol. 2017;7:11. doi: 10.3389/fcimb.2017.00011
- Rumah KR, Linden J, Fischetti VA, Vartanian T. Isolation of Clostridium perfringens type B in an individual at first clinical presentation of multiple sclerosis provides clues for environmental triggers of the disease. PLoS One. 2013;8(10):e76359. doi: 10.1371/journal.pone.0076359
- Abdurasulova IN, Tarasova EA, Kudryavtsev IV, et al. Intestinal microbiota composition and populations of circulating Th cells in patients with multiple sclerosis. Russian Journal of Infection and Immunity. 2019;9(3–4):504–522. (In Russ.). doi: 10.15789/2220-7619- 2019-3-4-504-522
- Ermolenko EI, Isakov BA, Zhdan-Pushkina CKh, Tez VV. Quantitative characterization of the antagonistic activity of lactobacilli. Zh Mikrobiol Epidemiol Immunobiol. 2004;5:94–98. (In Russ.)
- Murphy CT, Hall LJ, Hurley G, et al. The sphingosine-1-phosphate analogue FTY720 impairs mucosal immunity and clearance of the enteric pathogen Сitrobacter rodentium. Infect Immun. 2012;80(8):2712–2723. doi: 10.1128/IAI.06319-11
- Mirza A, Mao-Draayer Y. The gut microbiome and microbial translocation in multiple sclerosis. Clin Immunol. 2017;183:213–224. doi: 10.1016/j.clim.2017.03.001
- Tecellioglu M, Kamisli O, Kamisli S, et al. Listeria monocytogenes rhombencephalitis in a patient with multiple sclerosis during fingolimod therapy. Mult Scler Relat Disord. 2019;27:409–411. doi: 10.1016/j.msard.2018.11.025
- Aramideh Khouy R, Karampoor S, Keyvani H, et al. The frequency of varicella-zoster virus infection in patients with multiple sclerosis receiving fingolimod. J Neuroimmunol. 2019;328:94–97. doi: 10.1016/j.jneuroim.2018.12.009
- Ma SB, Griffin D, Boyd SC, et al. Cryptococcus neoformans var grubii meningoencephalitis in a patient on fingolimod for relapsing-remitting multiple sclerosis: Case report and review of published cases. Mult Scler Relat Disord. 2020;39:101923. doi: 10.1016/j.msard.2019.101923
- Sand IK, Zhu Y, Ntranos A, et al. Disease-modifying therapies alter gut microbial composition in MS. Neurol Neuroimmunol Neuroinflamm. 2018;6(1):e517. doi: 10.1212/NXI.0000000000000517
