The impact of Opisthorchis felineus infection and praziquantel treatment on the intestinal microbiota in children

peer reviewedThe presence of some species of helminths is associated with changes in host microbiota composition and diversity, which varies widely depending on the infecting helminth species and other factors. We conducted a prospective case-control study to evaluate the gut microbiota in children with Opisthorchis felineus infection (n=50) before and after anthelmintic treatment and in uninfected children (n=49) in the endemic region. A total of 99 children and adolescents aged between 7 and 18 years were enrolled to the study. Helminth infection was assessed before and at 3 months after treatment with praziquantel. A complex examination for each participant was performed in the study, including an assessment of the clinical symptoms and an intestinal microbiota survey by 16S rRNA gene sequencing of stool samples. There was no change in alpha diversity between O. felineus-infected and control groups. We found significant changes in the abundances of bacterial taxa at different taxonomic levels between the infected and uninfected individuals. Enterobacteriaceae family was more abundant in infected participants compared to uninfected children. On the genus level, O. felineus-infected participants’ microbiota showed higher levels of Lachnospira, Escherichia-Shigella, Bacteroides, Eubacterium eligens group, Ruminiclostridium 6, Barnesiella, Oscillibacter, Faecalitalea and Anaerosporobacter and reduction of Blautia, Lachnospiraceae FCS020 and Eubacterium hallii group in comparison with the uninfected individuals. Following praziquantel therapy, there were significant differences in abundances of some microorganisms, including an increase of Faecalibacterium and decrease of Megasphaera, Roseburia. Enterobacteriaceae and Escherichia abundances were decreased up to the control group values. Our results highlight the importance of the host-parasite-microbiota interactions for the community health in the endemic regions. © 202

МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ, ОПОСРЕДУЮЩИЕ РАЗВИТИЕ ХОЛАНГИОКАРЦИНОМЫ В ХОДЕ ХРОНИЧЕСКОЙ ИНВАЗИИ ПЕЧЕНОЧНЫМИ СОСАЛЬЩИКАМИ

Cholangiocarcinoma is a malignant tumor, characterized by poor prognosis and a low five-year survival rate. There is a clear correlation between the incidence of opisthorchiasis and high incidence of cholangiocarcinoma in South-East Asia. Liver flukes Clonorchis sinensis and Opisthorchis viverrini are I class carcinogens. There are some endemic regions of opisthorchiasis In the Russian Federation. The most important factor that leads to carcinogenesis during liver fluke infection is chronic inflammation. This review article focuses on the communication of chronic inflammation caused by invasion of liver flukes and cholangiocarcinoma. This paper summarizes the current knowledge about the risk factors for cholangiocarcinoma, as well as knowledge about the molecular aspects of the induction of carcinogenesis by liver flukes.Холангиокарцинома характеризуется неблагоприятным прогнозом и низкой пятилетней выживаемостью. Прослеживается связь между заболеваемостью описторхозом и высокой частотой возникновения холангиокарциномы в странах Юго-Восточной Азии. Печеночные сосальщики Clonorchis Sinensis и Opisthorchis viverrini являются канцерогенами I класса. Известно, что в Российской Федерации также существует несколько эндемических очагов заболеваемости описторхозом. Важнейшим фактором, который обусловливает канцерогенез при описторхозной инвазии, является хроническое воспаление. В обзорной статье основное внимание уделено связи хронического воспаления, вызванного инвазией печеночных сосальщиков, и холангиокарциномы. Обобщены имеющиеся знания о факторах риска развития холангиокарциномы, а также данные о молекулярных аспектах индукции канцерогенеза печеночными сосальщиками

Correlation between emotional-affective disorders and gut microbiota composition in patients with Parkinson's disease

Background: Despite the efforts of scientific community the data available on the correlation between emotional-affective symptoms of Parkinson's disease and changes in microbiome is still scarce. Deeper studies of nonmotor symptoms evident in premotor stages of the disease and the reciprocal influence of microbiota may help to understand the etiology and pathogenesis of PD neurodegeneration better. The aim of the study was to discover the relations between emotional-affective disorders prevalent in PD population and changes in gut microbiota composition. Methods:51 patient diagnosed with PD participated in the study. Every participant's emotional-affective state was examined using Beck's Depression Inventory (BDI) and Hospital Anxiety and Depression Scale (HADS). Taxonomic richness of microbiome was studied using 16S ribosomal RNA gene sequencing, bioinformatics, and statistical analysis. Results: Anxiety and depression are prevalent affective disorders in patients with PD. In our study, most of the subjects demonstrated certain anxiety and depression. Taxonomic diversity of gut microbiota in BP was increasing with the increase in anxiety levels, reaching the maximum in the group with subclinical anxiety, and decreasing in the group with clinically significant anxiety disorder. At the species level, patients with clinically significant anxiety had higher abundance of Clostridium clariflavum compared to the anxiety-free patients. Patients with moderate depression were characterized by the higher prevalence of Christensenella minuta, Clostridium disporicum, and Oscillibacter valericigenes compared to subjects without depression or with mild depression. Conclusion: The data we received in our study allow better understanding of PD pathogenesis

Диагностический потенциал кишечной микробиоты при болезни Паркинсона

Background. Nowadays many efforts are taken in searching for Parkinson’s disease biomarkers, especially for an early recognition of the disease. The gut microbiota is one of the potential sources of biomarkers, changes in the composition of which in PD are actively studied.The aim of this study is to identify microbiota biomarkers in the Parkinson’s disease with an estimated accuracy of the diagnostics, including differential diagnostics, relative to other neurological diseases for patients of the Russian population.Material and methods. One hundred ninety-two metagenomics profiles from patients with Parkinson’s disease (n = 93), people with other neurological diagnoses (n = 33), and healthy controls (n = 66) were included in this study. These profiles were obtained with amplicon sequencing of bacterial 16S rRNA genes. Classifying models were made using the naive Bayes classifier, the artificial neural network, support vector machine, generalized linear model, and partial least squares regression.As a result we established that an optimal classification by the composition of the gut microbiota on the validation sample (sensitivity 91.30%, specificity 91.67% at 91.49% accuracy) amid patients was demonstrated with a naive Bayes classifier using the representation of the following genera as predictors: Christensenella, Methanobrevibacter, Leuconostoc, Enterococcus, Catabacter, Desulfovibrio, Sphingomonas, Yokenella, Atopobium, Fusicatenibacter, Cloacibacillus, Bulleidia, Acetanaerobacterium, and Staphylococcus.Conclusions. Information of the gut microbiota taxonomic composition may be used in differential diagnosis of Parkinson’s disease. Введение. В настоящий момент ведется активная работа по поиску биомаркеров болезни Паркинсона(БП), в частности для проведения ранней диагностики данного заболевания. Одним из потенциальных источников биомаркеров является кишечная микробиота, изменения в составе которой при БПактивно изучаются.Целью данной работы является идентификация микробиотных биомаркеров БП с оцененной точностью диагностики, в том числе и дифференциальной, относительно других неврологических заболеваний для пациентов российской популяции.Материалы и методы. В исследование было включено 192 метагеномных профиля кишечноймикробиоты, полученных в результате ампликонного секвенирования бактериальной 16S рРНК отпациентов с болезнью Паркинсона (n = 93), лиц контрольной группы (n = 66) и другими неврологи-ческими заболеваниями (n = 33). Для создания классифицирующих моделей использовали наивныйбайесовский классификатор, искусственную нейронную сеть, машину опорных векторов, обобщенную линейную модель и регрессию методом частичных наименьших квадратов.Результаты. Оптимальные показатели классификации пациентов по составу кишечной микробиотына валидационной выборке (чувствительность 91,30%, специфичность 91,67% при точности в91,49%) продемонстрировал наивный байесовский алгоритм при использовании представленностимикроорганизмов родов Christensenella, Methanobrevibacter, Leuconostoc, Enterococcus, Catabacter,Desulfovibrio, Sphingomonas, Yokenella, Atopobium, Fusicatenibacter, Cloacibacillus, Bulleidia, Acetanaerobacterium и Staphylococcus в качестве предикторов.Выводы. Информация о таксономическом составе кишечной микробиоты может быть использованадля проведения дифференциальной диагностики болезни Паркинсона

Характеристика эпидемиологических и молекулярных взаимоотношений аллергических и гельминтных болезней в эндемическом очаге описторхоза

To elucidate the molecular mechanisms of O. felineus impact into phenotypic variability of allergic diseases in the opisthorchis endemic region, we studied 104 patients with opisthorchosis, 92 patients with atopic bronchial asthma, 52 patients with a combination of both diseases, and 120 healthy persons. Standard clinical, immunological, and genetic methods were used. An association of opisthorchis invasion with the improvement of lung function signs and bronchial hyperreactivity was found. It was established, that IL-4-dependent mechanisms of atopy were suppressed by O. felineus antigens, in particular due to hyperproduction of IL-10 and transforming growth factor-beta. However, IL-5-dependant mechanisms were supported. A phenomenology of the cytokine gene differential expression was established, disclosing the molecular basis of the immune system function in diseases with polar immune response in the helminth endemic region.С целью исследования молекулярных механизмов вклада O. felineus в фенотипическую изменчивость аллергических болезней в регионе, эндемичном по описторхозу, обследовано 104 больных описторхозом, 92 - атопической бронхиальной астмой, 52 больных с сочетанием бронхиальной астмы и описторхоза и 120 здоровых лиц. Использованы стандартные клинические, иммунологические и генетические методы. Показана ассоциация описторхозной инвазии с повышенной частотой аллергических болезней и высоким уровнем общего иммуноглобулина E. Установлена связь описторхоза с улучшением показателей функции легких и бронхиальной гиперреактивности. Выявлено, что IL-4-зависимые механизмы супрессируются антигеном O. felineus, в частности, за счет гиперпродукции IL-10 и трансформирующего ростового фактора-β (TGFβ), а IL-5-зависимые механизмы иммунного ответа - поддерживаются. Установлена феноменология дифференциальной экспрессии генов цитокинов, раскрывающая молекулярные основы функционирования иммунной системы при болезнях с полярным иммунным ответом в эндемическом регионе

Связана ли микрофлора кишечника с болезнью Паркинсона?

Parkinson’s disease (PD) is a neurodegenerative disorder with a complex pathogenesis. Today more and more studies are focusing on microbiota-gut-brain axis searching the causes of neurodegenerative and neuroinflammatory processes.The aim of our study is to determine the relationship between the composition of gut microbiota and clinical manifestations of PD.Materials and methods. We examined 89 patients with a PD diagnosis. Clinical assessment was performed including medical history collection, rating disease stage using Hoehn and Yahr scale. Motor and nonmotor symptoms as well as possible complication were examined using the Unified Parkinson’s Disease Rating Scale. In addition, patients were asked to fill in Parkinson’s Well-Being Map and defecation diary that included Bristol scale. DNA isolation was performed in accordance with the method described. Preparation of libraries and amplicon sequencing of marker variable region V3–V4 of bacterial 16S rRNA genes was performed with MiSeq device (Illumina, USA) according to manufacturer’s standard protocol. Filtering readings by quality and their taxonomic classification were carried out using QIIME version 1.9.0 software. The assessment of statistical differences in abundance of taxonomic units among the groups of patients was performed using IBM SPSS Statistics 23.1 software.As a result, we have identified significant differences in the abundance of seven genera among the groups of patients with different forms of the disease. We identified about 40 genera constituting 54.8% of the intestinal microbiota, that had a correlation with the clinical manifestations of the disease. These microorganisms might be involved in the pathogenesis of PD and, thus, require more clinical research in the light of emerging new methods of altering microbiotic composition by correcting dysbiosis to improve disease management and outcome. Болезнь Паркинсона (БП) – это нейродегенеративное заболевание со сложным патогенезом. В поисках причин развития нейродегенеративного и нейровоспалительного процесса все большую роль отводят оси «микробиота – кишечник – мозг».Цель исследования – выявление связи между составом микробиоты кишечника и клиническими проявлениями БП.Материал и методы. Было обследовано 89 пациентов с диагнозом БП. Был учтен анамнез, тяжесть болезни по шкале Хен и Яра, произведена оценка степени проявлений БП с помощью Унифицированной шкалы оценки проявлений БП. Дополнительно пациентами были заполнены карты оценки самочувствия пациента с болезнью Паркинсона (Parkinson’s Well-Being Map). Для оценки консистенции каловых масс использовалась Бристольская шкала. Выделение ДНК проводилось в соответствии с ранее описанной методикой. Подготовка библиотек и ампликонное секвенирование маркерного вариабельного участка V3–V4 бактериальных генов 16S рРНК проводились на приборе MiSeq (Illumina, США) согласно стандартному протоколу производителя. Фильтрация прочтений по баллам качества и их таксономическая классификация проведены с помощью программного обеспечения QIIME версии 1.9.0. Осуществлена оценка α- и β-разнообразия, проанализированы различия в представленности отдельных таксономических единиц между группами пациентов при использовании программного обеспечения IBM SPSS Statistics 23.1.Результаты. Выявлены значимые различия в представленности семи родов между группами пациентов с разными формами заболевания. Всего было идентифицировано около 40 родов, относительная представленность которых в сумме составила 54,8% от общего микробиотического состава кишечника, причем часть родов имели корреляции с клиническими проявлениями заболевания.Заключение. Вероятно, эти микроорганизмы могут являться непосредственными участниками патогенеза БП и требуют более пристального внимания в свете новых тенденций воздействия на организм путем коррекции микробиотического состава кишечника

Аденозинзависимая регуляция экспрессии паракринных факторов в моноцитах венозной крови человека

The flow cytometry analysis of human peripheral blood monocytes separated by a two step density gradient centrifugation is reported. The expression of mRNA level of adenosine receptor (AdoR) subtypes (A1, A2A, A2B and A3) and interleukin 6 (IL-6), interleukin 8 (IL-8) and vascular endothelial growth factor (VEGF) in monocytes were determined using real-time PCR. We found considerable variation across individuals in mRNA expression levels of paracrine factors after the stimulation of adenosine receptors. Our findings suggests the role of adenosinergic system accounted for interindividual differences in monocyte activation.Проведено исследование экспрессии поверхностных маркеров: CD1a, CD14, CD209, а также экспрессии мРНКаденозиновых рецепторов типов А1, А2А, А2В и А3, интерлейкина-6 и -8 (ИЛ-6 и ИЛ-8), фактора роста эндотелия сосудов (vascular endothelial growth factor — VEGF) в моноцитах человека. В данных клетках выявлено наличие широкого спектра индивидуальных различий в аденозинзависимой регуляции экспрессии паракринных факторов (ИЛ-6, ИЛ-8 и VEGF)

Анализ заболеваемости инвазией Opisthorchis felineus и злокачественными новообразованиями гепатобилиарной системы в Российской Федерации

The purpose of this paper is to perform the pilot review of the official medical statistics on reported Opisthorchis felineus (O. felineus) infection and liver and intrahepatic bile duct cancer in Russian Federation, covering the period 2011–2013.Materials and methods. Statistical data collected from 81 regions of Russia, reflecting the incidence of opisthorchiasis over a period from the 1st of January 2011 to the 31st of December 2013 was analyzed. The analysis of official health statistics of malignant hepatic lesions and intrahepatic bile duct was conducted in 82 regions of Russia over the same period. The data was obtained from the annual reports of the Russian center of information technologies and epidemiological studies in the field of oncology.Results. The average annual incidence of O. felineus was 24,7 ± 9,0 cases per 100,000 population. The highest incidence was observed in Khanty-Mansiysk Autonomous Okrug, Yamalo-Nenets Autonomous Okrug, Tyumen Oblast, Tomsk Oblast, Omsk Oblast and Novosibirsk Oblast. We did not observe any significant change in O. felineus infection rates within last 20 years. However, we found that infection incidence had increased in some geographical units of Western Siberia. The incidence of liver and intrahepatic bile duct cancers was 4,8 ± 0,2 cases per 100,000 population; the highest rate was reported in Far East regions, Siberia and Volgograd Oblast. This study documents the importance of opisthorchiasis in certain endemic areas and presents the best available data on associations between O. felineus infection and liver/intrahepatic bile duct cancers in endemic areas of Russian Federation.Цель. Исследовать взаимосвязь заболеваемости инвазией Opisthorchis felineus (O. felineus) и злокачественными новообразованиями гепатобилиарной системы у населения Российской Федерации на основании анализа данных официальной медицинской отчетности за период 2011–2013 гг.Материал и методы. Проанализированы статистические данные 81 региона России, отражающие заболеваемость описторхозом за период с 1 января 2011 г. по 31 декабря 2013 г. Проведен анализ официальных медицинских статистических данных злокачественного поражения печени и внутрипеченочных желчных протоков в 82 регионах России за аналогичный период, полученный из годовых отчетов Российского центра информационных технологий и эпидемиологических исследований в области онкологии.Результаты. Заболеваемость инвазией O. felineus составила 24,7 ± 9,0 на 100 000 населения. К гиперэндемичным по описторхозу регионам (уровень заболеваемости > 100 на 100 000 населения) относятся Ханты-Мансийский автономный округ, Ямало-Ненецкий автономный округ, а также Тюменская, Томская, Омская и Новосибирская области (Западная Сибирь). Средний показатель заболеваемости инвазией O. felineus в динамике за последние 20 лет относительно стабилен, однако отмечается распространение инвазии на новые территории. Заболеваемость раком печени и внутрипеченочных желчных протоков составила 4,8 ± 0,2 случаев на 100 000 населения, при этом наиболее высокие показатели регистрируются на Дальнем Востоке, в Сибири и Волгоградской области. Получены пилотные данные о взаимосвязи заболеваемости инвазией O. felineus и онкологическими заболеваниями гепатобилиарной системы у населения эндемичных регионов Российской Федерации

Сравнительный анализ кишечной микробиоты при болезни Паркинсона и других неврологических заболеваниях

Currently the role of microbiota in diseases pathogenesis, its therapeutic and diagnostic potential are of the utmost interest for scientists and medical doctors. Parkinson’s disease is neurodegenerative disorder for which microbiota’s dysbiosis was previously shown.The main goal of the study is to compare the colon microbiota composition in case of Parkinson’s disease and other neurological pathologies, including idiopathic familial dystonia, essential tremor, multiple sclerosis, multiple system atrophy in order to determine the intestinal flora landscape specific to Parkinson’s disease.Material and methods. One hundred twenty-six patients, 93 with Parkinson’s disease and 33 with other neurological pathology were examined. For all patients, physical examination and fecal samples collection were performed. Microbiota taxonomic composition was analyzed by sequencing of bacterial 16S rRNA genes followed by bioinformatic and statistical analysis.As a result of the study, significant differences between groups in microbiota composition were found. Gut microbiota of patients with Parkinson’s disease was characterized by increase of Desulfovibrio piger, Lactobacillus mucosae, Yokenella regensburgei, Alistipes indistinctus, Oscillospira capillosus, Clostridium bolteae, Soleaferrea massiliensis, Butyricimonas virosa, Dorea massiliensis, Victivallis vadensis abundances. Patients with other neurological diseases had increased levels of bacteria belonging to Blautia, Intestinibacter, Coprococcus genera and Anoxystipes fissicatena, Fusobacterium periodonticum, Gemmiger formicilis, Papillibacter cinnamivorans, Roseburia faecis, Lachnoclostridium indolis, Clostridium populeti, Clostridium tertium, Roseburia intestinalis, Eubacterium desmolans, Eubacterium cylindroides, Clostridium clariflavum, Eubacterium eligens, Coprococcus eutactus, Intestinibacter bartlettii species in their gut microbiota.Consequently, gut microbiota in case of Parkinson’s disease was different from the microbiota of patients with other neurological diseases, including neuroinflammatory and neurodegenerative disorders, in terms of taxonomic diversity and composition. В настоящее время большой интерес представляет роль микробиоты в патогенезе различных болезней, а также ее диагностический и терапевтический потенциал. Болезнь Паркинсона – нейродегенеративное заболевание, для которого было показано изменение состава кишечной микробиоты в сравнении со здоровым контролем.Цель данного исследования – сравнительная характеристика кишечной микробиоты лиц с болезнью Паркинсона и другими неврологическими заболеваниями, включая идиопатическую семейную дистонию, эссенциальный тремор, рассеянный склероз, множественную системную атрофию для определения микробиотического ландшафта, характерного именно для болезни Паркинсона.Материал и методы. В исследование были включены 93 пациента с диагнозом болезни Паркинсона и 33 пациента с иными неврологическими заболеваниями. Для каждого пациента проведено физикальное обследование и собраны образцы фекалий. Определение состава микробиоты проводилась секвенированием бактериальных генов 16S рРНК с последующим биоинформатическим и статистическим анализом.Результаты. При сравнительном анализе состава микробиоты были найдены значимые различия. Микробиота кишечника лиц с болезнью Паркинсона характеризовалась увеличением содержания бактерий видов Desulfovibrio piger, Lactobacillus mucosae, Yokenella regensburgei, Alistipes indistinctus, Oscillospira capillosus, Clostridium bolteae, Soleaferrea massiliensis, Butyricimonas virosa, Dorea massiliensis, Victivallis vadensis. У лиц с другими неврологическими заболеваниями преобладали бактерии родов Blautia, Intestinibacter, Coprococcus и видов Anoxystipes fissicatena, Fusobacterium periodonticum, Gemmiger formicilis, Papillibacter cinnamivorans, Roseburia faecis, Lachnoclostridium indolis, Clostridium populeti, Clostridium tertium, Roseburia intestinalis, Eubacterium desmolans, Eubacterium cylindroides, Clostridium clariflavum, Eubacterium eligens, Coprococcus eutactus, Intestinibacter bartlettii.Выводы. Микробиота кишечника при болезни Паркинсона отличается по таксономическому разнообразию и бактериальному составу от микробиоты пациентов с другими неврологическими заболеваниями, в том числе нейровоспалительными и нейродегенеративными.