Жоба жетекшісі
Сандыбаев Нұрлан Тамамбайұлы
Ғылыми дәрежесі, атағы: биология ғылымдарының кандидаты, профессор
Scopus Author ID: 37000362400
Researcher ID: M-7802-2015
ORCID: 0000-0003-1814-2798
Жоба туралы
Өзектілігі
ДДҰ мәліметі бойынша микробтарға қарсы тұрақатылық мәселесі адамзат алдында тұрған қоғамдық денсаулыққа төнетін 10 жаһандық қатерлердің бірі болып табылады. Микробқа қарсы препараттарды дұрыс қолданбау және шамадан тыс қолдану Lancet журналында жарияланған деректер бойынша 2019 жылы 1,2 миллион адамның өліміне антибиотиктерге тұрақты организмдер себеб болған.
Жедел респираторлық инфекциялар, соның ішінде пневмония, сепсис, дизентерия және туберкулез емдеу кезінде бүкіл әлемдегі дәрігерлер МҚТ-ға тап болады, және бұл МҚТ кездесетін аурулардың бірнешеуі ғана. COVID-19 пандемиясының пайда болуымен МҚТ жағдайы тек нашарлады. 2019 және 2020 жылдар арасында АҚШ-та МҚТ инфекцияларынан өлім-жітім кем дегенде 15% өсті. Қазақстанда COVID-19 пандемиясы кезінде вирустық пневмониядан 19 мыңнан астам ал дүние жүзінде 6,5 миллионнан астам адам қайтыс болды.
Антибиотиктерге төзімді бактерияларды бақылау микробиологиялық сипаттамаға және микробқа қарсы препараттарға фенотиптік сезімталдықты анықтауға негізделген. Бұл тәсілдің төмен сезімталдығымен, өнімділігімен, орындау уақытымен және нәтижелерді алу жылдамдығымен және дақылданбайтын микроорганизмдерді өсіре алмау мен байланысты кемшіліктері бар. Сонымен қатар, молекулалық әдістер, соның ішінде NGS, МҚТ микроорганизмдерін анықтау және сипаттау үшін орасан зор мүмкіндіктер ұсынады.
МҚТ-ны эпидқадағалау үшін NGS технологиясын сәтті қолданатын елдер арасында - АҚШ, Ұлыбритания, Канада, Еуропа елдері, Латын Америкасы. Қазақстан Республикасында микробқа қарсы препараттарға тұрақтылықты зерттеу мәселелерімен де айналысады, алайда NGS технологиясымен МҚТ-ны зерттеу бойынша деректер жоқ.
Жобаны іске асыру нәтижесінде пневмонияның әртүрлі формалары бар науқастардан қақырық сынамалары алынады. Сынамалардан бактериялардың таза дақылдары бөлінеді және классикалық дискілік диффузиялық әдіспен микробқа қарсы препараттарға сезімталдығы анықталады. Өңделмеген сынамалар мен таза бактериялық дақылдардан ДНҚ бөлініп, патогендерді және МҚТ гендерін анықтау үшін таргеттік NGS жүргізіледі, және де сол мақсатта таза дақылдарда толық геномдық NGS жүргізіледі. Алынған деректер қолданылған NGS-тың екі әдісін және классикалық микробиологиялық әдісті бір мезгілде қолдану арқылы қоздырғыштарды анықтау және МҚТ гендерінің бар болуы туралы геномдық және фенотиптік деректерді салыстыруға мүмкіндік береді.
Мақсат
Жобаның мақсаты микробқа қарсы тұрақтылық гендерін идентификациялау және таза бактериалды дақылдардан, пневмонияның әртүрлі формалары бар науқастардан алынған биологиялық материалдың өңделмеген үлгілерінен NGS арқылы метагеномдық талдау жасау, және де микробқа қарсы сезімталдықты анықтау үшін NGS және классикалық дискілік диффузия әдісін (EUCAST стандарты) пайдалану кезінде геномдық және фенотиптік деректерді салыстыру болып табылады.
Күтілетін және қол жеткізілген нәтижелер
Жобаны іске асыру барысында келесі нәтижелер алынады:
Жобаның нәтижесінде классикалық дискілік диффузия әдісі (EUCAST стандарты) негізінде пневмониямен ауыратын науқастардың қақырығынан бөлінген, антибиотиктерге төзімді микроорганизмдердің таза дақылдары алынады.
Жоба аясында үш NGS секвенирлеу технологиясы қолданылады:
- Таргеттік NGS. Таргеттік секвенирлеу әдісімен жүргізілген зерттеулер нәтижесінде бастапқы үлгілерден (қақырықтарда) және дақылданған материалдардан алынған бактерияларда антибиотиктерге төзімділік гендері (панельдегі 364 МҚТ гендерінің ішінен) анықталады.
- Толық геномдық секвенирлеу (WGS). Осы технологияны қолдана отырып, бактериялардың таза дақылдарының сынамаларында МҚТ гендерінің таксономиялық және геномдық мәнмәтіні алынады. Таргеттік NGS-ке қосымша, МҚТ гендері және олардың локализациясы туралы ақпарат алынады, және де МҚТ жаңа гендерін анықтау мүмкіндігі бойынша ақпарат алынады.
- Метагеномдық талдау. Осы технологияны пайдалана отырып, 16S РНҚ нуклеотидтер тізбегін талдау негізінде қақырық пен дақылдар материалдарында кездесетін бактериялардың әртүрлілігіне талдау жасалады. Таксономиялық деректер ұсынылады.
- Микробиологиялық деректер мен NGS нәтижелері патогенді идентификациялау және МҚТ гендері бар болуы бойынша геномдық және фенотиптік профильдерді салыстырмалы талдауға және антибиотиктерге тұрақты гендерді анықтау үшін NGS технологиясының жарамдылығын бағалауға мүмкіндік береді.
Ұсынылып отырған жоба Қазақстан Республикасындағы алғашқы пилоттық зерттеу болмақ. Жобаны сәтті жүзеге асыру Ұлттық деңгейде МҚТ-ге мониторинг пен эпидқадағалау жүргізу үшін, NGS әдістерін бағалауға мүмкіндік береді, соның ішінде: денсаулық сақтау, ветеринария, тағам және экология секторлары, жоба шеңберінде ДДҰ ұсынған МҚТ-ның таралуын жан-жақты зерттеуге арналған Бірыңғай тәсілді қолдануға болады.
Ғылыми тұрғыда бұл жобаның нәтижелері антибиотикке төзімді бактериялардың таралуын бақылауға және күресуге бағытталған қолданбалы зерттеулердің дамуына айтарлықтай үлес қосады деп күтілуде. Бұл пилоттық жоба қоршаған ортаның әртүрлі объектілерінде NGS әдісімен МҚТ гендерін анықтау бойынша одан әрі зерттеуге негіз болады.
Жоба шеңберінде молекулалық биология саласында, атап айтқанда, жоғары өнімді секвенирлеу технологиясын қолдану бойынша білікті мамандар даярлау жүзеге асырылатын болады.
Жобаның нәтижелері әлеуетті пайдаланушыларға, ғалымдар қауымдастығына және жалпы жұртшылыққа жетекші рейтингтік журналдардағы, республикалық (оның ішінде уәкілетті мекеме ұйымдастырған) және халықаралық конференциялардағы публикациялар арқылы, және де интернеттегі ғылыми және қоғамдық әлеуметтік желілер арқылы таратылатын болады.
Жобаны іске асыру шеңберінде алынған деректер республикалық және (немесе) халықаралық ғылыми және (немесе) ғылыми-зерттеу конкурстары шеңберінде одан әрі ғылыми зерттеулер жүргізу үшін негіз болады.
Потенциалды қолданушыларға арналған ақпарат
Бұл жобаның практикалық нәтижесі NGS-ті денсаулық сақтауда ғана емес, сонымен қатар ветеринария, азық-түлік және қоршаған ортаны қорғау секторларында қолдануды кеңейту болып табылады, оның аясында қоршаған ортаға АМР таралуын кешенді зерттеу үшін бірыңғай тәсілді қолдануға болады.
Зерттеу тобының мүшелері
Строчков Виталий Михайлович
Scopus Author ID: 37000312900
ORCID: 0000-0003-3399-2942
Егоров Сергей Валентинович
Ғылыми дәрежесі, атағы: PhD
Scopus Author ID: 26434035900
ORCID: 0000-0002-7136-7921
Белоусов Вячеслав Юрьевич
Ғылыми дәрежесі, атағы: биология ғылымдарының кандидаты
ORCID: 0000-0003-1922-156X
Соломадин Максим Валерьевич
Ғылыми дәрежесі, атағы: магистр
ORCID: 0000-0003-4219-1055
Өрқара Шыңғыс Дулатбекұлы
Ғылыми дәрежесі, атағы: магистр
ORCID: 0000-0002-3716-7547
Лавриненко Алёна Владимировна
Ғылыми дәрежесі, атағы:магистр
Scopus Author ID: 57193763117
ORCID: 0000-0001-9436-8778