Первый отечественный опыт выявления ассоциации анаэробных бактерий Filifactor alocis и Porphyromonas gingivalis молекулярно-биологическими методами при заболеваниях пародонта и коморбидной патологии (сравнительное исследование)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Повсеместное глобальное увеличение заболеваемости пародонтитом и роль его возбудителей в коморбидной патологии и системных осложнениях определяют необходимость создания новых молекулярно-генетических систем для диагностики и использования методов метагеномного и биоинформационного анализа.

Цель исследования — применение методов микробиологической генодиагностики и биоинформационного анализа для доказательства этиологической и прогностической роли ключевых пародонтопатогенов Filifactor alocis и Porphyromonas gingivalis, характеризующих степень прогрессирования хронического пародонтита и его ассоциации с системным патологическим процессом (сахарным диабетом 2 типа).

Методы. Сравнительная оценка выявления ключевых пародонтопатогенных видов P. gingivalis и F. alocis у пациентов с хроническим пародонтитом в возрасте от 35 до 65 лет (84 человека) с использованием ранее патентованной системы олигонуклеотидных праймеров у пациентов в четырех группах сравнения, различающихся по степени прогрессирования. У 69 пациентов (в том числе у 38 — с сахарным диабетом 2 типа, гликированный гемоглобин — более 6,0%) проводили 16S секвенирование и биоинформационный анализ.

Результаты. Установлена более высокая частота выявления пародонтопатогенов у пациентов с выраженной тенденцией к прогрессированию (93 и 100% соответственно). Одновременное наличие P. gingivalis и F. alocis при хроническом пародонтите степени В было отмечено в 20% случаев, а у степени С — в 93% случаев. Однако у здоровых одновременное наличие обоих пародонтопатогенов не отмечено.

Заключение. Предложенный метод может быть использован для эффективного определения степени прогрессирования пародонтита на основе определения олигонуклеотидных праймеров P. gingivalis и F. alocis, включая коморбиднную патологию — пародонтит и сахарный диабет 2 типа.

Об авторах

Олег Олегович Янушевич

Московский государственный медико-стоматологический университет имени А.И. Евдокимова

Email: rectorat.mgmsu@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0059-4980
SPIN-код: 1452-1387

д.м.н., профессор, академик РАН

Россия, 127473, Москва, ул. Делегатская, д. 20/1

Виктор Николаевич Царев

Московский государственный медико-стоматологический университет имени А.И. Евдокимова

Автор, ответственный за переписку.
Email: nikola777@rambler.ru
ORCID iD: 0000-0002-3311-0367
SPIN-код: 8180-4941

д.м.н., профессор

Россия, 127473, Москва, ул. Делегатская, д. 20/1

Елена Николаевна Николаева

Московский государственный медико-стоматологический университет имени А.И. Евдокимова

Email: el.nikolaeva@bk.ru
ORCID iD: 0000-0002-7854-3262
SPIN-код: 9150-4102

д.м.н., профессор, главный научный сотрудник

Россия, 127473, Москва, ул. Делегатская, д. 20/1

Ирина Петровна Балмасова

Московский государственный медико-стоматологический университет имени А.И. Евдокимова

Email: iri.balm@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8194-2419
SPIN-код: 8025-8611

д.м.н., профессор

Россия, 127473, Москва, ул. Делегатская, д. 20/1

Евгений Валерьевич Ипполитов

Московский государственный медико-стоматологический университет имени А.И. Евдокимова

Email: ippo@bk.ru
ORCID iD: 0000-0003-1737-0887
SPIN-код: 3002-7360

д.м.н., профессор

Россия, 127473, Москва, ул. Делегатская, д. 20/1

Татьяна Викторовна Царева

Московский государственный медико-стоматологический университет имени А.И. Евдокимова

Email: tancha-leo84@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9571-0520
SPIN-код: 2028-8404

к.м.н., доцент

Россия, 127473, Москва, ул. Делегатская, д. 20/1

Михаил Сергеевич Подпорин

Московский государственный медико-стоматологический университет имени А.И. Евдокимова

Email: podporin.mikhail@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6785-0016
SPIN-код: 1937-4996

к.м.н., научный сотрудник

Россия, 127473, Москва, ул. Делегатская, д. 20/1

Анна Геннадиевна Пономарева

Московский государственный медико-стоматологический университет имени А.И. Евдокимова

Email: lara12346@yandex.ru
SPIN-код: 3930-5307

д.м.н., профессор

Россия, 127473, Москва, ул. Делегатская, д. 20/1

Список литературы

  1. Tonetti MS, Jepsen S, Jin L, et al. Impact of the global burden of periodontal diseases on health, nutrition and wellbeing of mankind: a call for global action. J Clin Periodontol. 2017;44(5):456–462. doi: https://doi.org/10.1111/jcpe.12732
  2. Rafiei M, Kiani F, Sayehmiri K, et al. Prevalence of anaerobic bacteria (P. gingivalis) as major microbial agent in the incidence periodontal ddiseases by meta-analysis. J Dent (Shiraz). 2018;19(3):232–242.
  3. Hajishengallis G. Periodontitis: from microbial immune subversion to systemic inflammation. Nat Rev Immunol. 2015;15(1):30–44. doi: https://doi.org/10.1038/nri3785
  4. Bui FQ, Almeida-da-Silva CLC, Huynh B, et al. Association between periodontal pathogens and systemic disease. Biomed J. 2019;42(1):27–35. doi: https://doi.org/10.1016/j.bj.2018.12.001
  5. Царев В.Н., Николаева Е.Н., Ипполитов Е.В. Пародонтопатогенные бактерии как основные факторы возникновения и развития пародонтита // Журнал микробиологии, эпидемиологии, иммунобиологии. — 2017. — № 5. — С. 101–112. [Tsarev VN, Nikolaeva EN, Ippolitov EV. Periodontophatogenic bacteria of the main factors of emergence and development of periodontitis. J microbiology, epidemiology, immunobiology. 2017;5:101–112. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.36233/0372-9311-2017-5-101-112
  6. Балмасова И.П., Царев В.Н., Янушевич О.О., и др. Микроэкология пародонта. Взаимосвязь локальных и системных эффектов. — М.: Практическая медицина, 2021. — 264 с. [Balmasova IP, Tsarev VN, Yanushevich OO, et al. Microecology of periodontal disease. The relationship of local and systemic effects. Moscow: Practical Medicine; 2021. 264 p. (In Russ.)]
  7. Nikolaeva EN, Tsarev VN, Tsareva TV, et al. Interrelation of Cardiovascular Diseases with Anaerobic Bacteria of Subgingival Biofilm. Contemp Clin Dent. 2019;10(4):637–642. doi: https://doi.org/10.4103/ccd.ccd_84_19
  8. Honda K. Porphyromonas gingivalis sinks teeth into the oral microbiota and periodontal disease. Cell Host Microbe. 2011;10(5):423–425. doi: https://doi.org/10.1016/j.chom.2011.10.008
  9. Socransky SS, Haffajee AD, Cugini MA, et al. Microbial complexes in subgingivalplaqe. J Clin Periodontol. 1998;25(2):134–144. doi: https://doi.org/10.1111/j.1600-051x.1998.tb02419.x
  10. Ahmed HJ, Svensson JA, Cope LD, et al. Prevalence of cdtABC genes encoding cytolethaldistanding toxin among Haemophilus ducreyi and Actinobacillus actinomycetemcomitans strains. J Med Microbiol. 2001;50(10):860–864. doi: https://doi.org/10.1099/0022-1317-50-10-860
  11. Hiranmayi KV, Sirisha K, Ramoji Rao MV, et al. Novel pathogens in periodontal microbiology. J Pharm Bioallied Sci. 2017;9(3):155–163. doi: https://doi.org/10.4103/jpbs.JPBS_288_16
  12. Hajishengallis G. Immune evasion strategies of Porphyromonas gingivalis. J Oral Biosci. 2011;53(3):233–240. doi: https://doi.org/10.2330/joralbiosci.53.233
  13. Moffatt CE, Whitmore SE, Griffen AL, et al. Filifactor alocis interactions with gingival epithelial cells. Mol Oral Microbiol. 2011;26(6):365–373. doi: https://doi.org/10.1111/j.2041-1014.2011.00624.x
  14. Aruni AW, Chioma O, Fletcher HM. Filifactor alocis: The newly discovered kid on the block with special talents. J Dent Res. 2014;93(8):725–732. doi: https://doi.org/10.1177/0022034514538283
  15. Wang Q, Wright CJ, Dingming H, et al. Oral community interactions of Filifactor alocis in vitro. PLoS One. 2013;8(10):e76271. doi: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0076271
  16. Caton JG, Armitage G, Berglundh T, et al. A new classification scheme for periodontal and peri-implant diseases and conditions — Introduction and key changes from the 1999 classification. J Periodontol. 2018;89(Suppl 1):S1–S8. doi: https://doi.org/10.1111/jcpe.12935
  17. Graetz C, Mann L, Krois J, et al. Comparison of periodontitis patients’ classification in the 2018 versus 1999 classification. J Clin Periodontol. 2019;46(9):908–917. doi: https://doi.org/10.1111/jcpe.13157
  18. Aruni AW, Mishra A, Dou Y, et al. Filifactor alocis — a new emerging periodontal pathogen. Microbes Infect. 2015;17(7):517–530. doi: https://doi.org/10.1016/j.micinf.2015.03.011
  19. Aruni AW, Roy F, Fletcher HM. Filifactor alocis has virulence attributes that can enhance its persistence under oxidative stress conditions and mediate invasion of epithelial cells by Porphyromonas gingivalis. Infect Immun. 2011;79(10):3872–3886. doi: https://doi.org/10.1128/IAI.05631-11
  20. Cekici A, Kantarci А, Hasturk Н, et al. Inflammatory and immune pathways in the pathogenesis of periodontal disease. Periodontol 2000. 2014;64(1):57–80. doi: https://doi.org/10.1111/prd.12002
  21. Ипполитов Е.В., Царев В.Н., Арутюнов С.Д., и др. Способ формирования смешанной биопленки пародонтопатогенных анаэробных бактерий в условиях текучих сред in vitro. Патент C12N 1/20 (2006.01). Дата регистрации: 20.11.2015. Опубликовано: 12.05.2017. Бюл. № 14. [Ippolitov EV, Tsarev VN, Arutyunov SD, et al. Method for the formation of a mixed biofilm of periodontopathogenic anaerobic bacteria under fluid conditions in vitro. Patent C12N 1/20 (2006.01). Date of filing: 20.11.2015. Publ. 12.05.2017. Byull. No. 14. (In Russ.)]
  22. Xiao S, Zhang T, Liu X, et al. Multiple PCR fast detecting method for oral cavity pathogen. Patent CN101270381A. Publ. 24.09.2008. Shuiqing Xiao, China.
  23. Shin ES, Song KH. Primers and probes for detecting bacteria related to periodontal disease and method of detecting the same and use thereof. Patent KR20150129484A. Publ. 20.11.2015. Husteps Inc, Korea.
  24. Gokyu M, Hamaide E, Ikeda Y, et al. Oligonucleotide set for detecting periodontal disease bacteria, and detection method of periodontal disease bacteria. Patent JP2016192950A. Publ. 17.11.2016. Dainippon Printing Co Ltd, Univ Tokyo Medical & Dental, Japan.
  25. Al-Alimi A, Taiyeb-Ali T, Jaafar N, et al. Qat Chewing and Periodontal Pathogens in Health and Disease: Further Evidence for a Prebiotic-Like Effect. Biomed Res Int. 2015;2015:291305. doi: https://doi.org/10.1155/2015/291305
  26. Царев В.Н., Шеремет О.К., Николаева Е.Н., и др. Способ оценки прогрессирования хронического пародонтита и набор реагентов для его осуществления. Патент RU 2 777 783 C1. Опубликовано: 09.08.2022 [Tsarev VN, Sheremet OK, Nikolaeva EN, et al. Method for assessing the progression of chronic periodontitis and a set of reagents for its implementation. Patent RU 2 777 783 C1. Publ. 09.08.2022. (In Russ.)]
  27. Benson DA, Cavanaugh M, Clark K, et al. GenBank. Nucleic Acids Research. 2013;41(D1):D36–D42. doi: https://doi.org/10.1093/nar/gks1195
  28. Callahan BJ, McMurdie PJ, Rosen MJ, et al. DADA2: High-resolution sample inference from Illumina amplicon data. Nat Methods. 2016;13(7):581–583. doi: https://doi.org/10.1038/nmeth.3869
  29. Quast C, Pruesse E, Yilmaz P, et al. The SILVA ribosomal RNA gene database project: improved data processing and web-based tools. Nucleic Acids Res. 2013;41(Databased issue):D590–596. doi: https://doi.org/10.1093/nar/gks1219
  30. Tang ZZ, Chen G, Alekseyenko AV. PERMANOVA-S: association test for microbial community composition that accommodates confounders and multiple distances. Bioinformatics. 2016;32(17):2618–2625. doi: https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btw311
  31. Lazarevic V, Whiteson K, Huse S, et al. Metagenomic study of the oral microbiota by illumina high-throughput sequencing. J Microbiol Methods. 2009;79(3):266–271. doi: https://doi.org/10.1016/j.mimet.2009.09.012
  32. Кузьмина Э.М., Янушевич О.О., Кузьмина И.Н. Стоматологическая заболеваемость населения России. Эпидемиологическое стоматологическое обследование. — М.: МГМСУ, 2019. — 304 с. [Kuzmina EM, Yanushevich OO, Kuzmina IN. Dental morbidity of the Russian population. Epidemiological dental examination. Moscow: MGMSU; 2019. 304 p. (In Russ.)]].
  33. Cухина М.А., Юдин С.М., Загайнова А.В., и др. Особенности микробиоты у пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника (проспективное исследование) // Вестник РАМН. — 2022. — Т. 77. — № 3. — С. 165–171. [Sukhina MA, Yudin SM, Zagainova AV, et al. Microbiota features in patients with inflammatory bowel diseases (prospective study). Annals of the Russian Academy of Medical Sciences. 2022;77(3):165–171. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.15690/vramn1480
  34. Дятлов И.А., Миронов А.Ю., Шепелин А.П., и др. Состояние и тенденция развития клинической и санитарной микробиологии в Российской Федерации и проблема импортозамещения // Клиническая лабораторная диагностика. — 2015. — Т. 60. — № 8. — С. 61–65. [Dyatlov IA, Mironov AYu, Shepelin AP, et al. The state and trends of clinical and sanitary microbiology in the Russian Federation and the problem of import substitution. Klinicheskaya Laboratornaya Diagnostika. 2015;60(8):61–65. (In Russ.)]
  35. Schulz S, Porsch M, Grosse I, et al. Comparison of the oral microbiome of patients with generalized aggressive periodontitis and periodontitis-free subjects. Arch Oral Biol. 2019;99:169–176. doi: https://doi.org/10.1016/j.archoralbio.2019.01.015
  36. Балмасова И.П., Царев В.Н., Арутюнов С.Д., и др. Filifactor alocis и его роль в этиологии хронического пародонтита // Стоматология. — 2020. — Т. 99. — № 3. — С. 78–82. [Balmasova IP, Tsarev VN, Arutyunov SD, et al. Filifactor alocis and its role in the etiology of chronic periodontitis. Dentistry. 2020;99(3):78–82. (In Russ.)] doi: https://doi.org/10.17116/stomat20209903178
  37. Aja Е, Mishra А, Dou Н, et al. Role of the Filifactor alocis hypothetical protein FA519 in oxidative stress resistance. Microbiol Spectr. 2021;9(3):e0121221. doi: https://doi.org/10.1128/Spectrum.01212-21
  38. Soffientini U, Caridis AM, Dolan S, et al. Intracellular cholesterol transporters and modulation of hepatic lipid metabolism: Implications for diabetic dyslipidaemia and steatosis. Biochim Biophys Acta. 2014;1842(10):1372–1382. doi: https://doi.org/10.1016/j.bbalip.2014.07.002
  39. Kim HY, Song M-K, Gho YS, et al. Extracellular vesicles derived from the periodontal pathogen Filifactor alocis induce systemic bone loss through Toll-like receptor 2. J Extracell Vesicles. 2021;10(12):e12157. doi: https://doi.org/10.1002/jev2.12157

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Частота встречаемости F. alocis, P. gingivalis и ассоциации этих бактерий в группах больных хроническим пародонтитом и в контроле

Скачать (130KB)
Метаданные
3. Рис. 2. ROC-кривые диагностической значимости результатов мультиплексной ПЦР при хроническом пародонтите степени В (А) и степени С (Б)

Скачать (200KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Таксономические балансы микробиомов зубодесневой борозды при сравнении групп исследования

Скачать (262KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Filifactor alocis. Мазок из чистой культуры. Увеличение ×100, иммерсионный объектив. Окраска по Граму

Скачать (141KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Filifactor alocis. Моделирование биопленки (коаггрегация с оральной микробиотой). Увеличение ×100, иммерсионный объектив. Окраска — генцианвиолет

Скачать (243KB)
Метаданные

© Издательство "Педиатръ", 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».