Метагеномное исследование ученых из Южной Кореи выявило специфические изменения кишечного микробиома при ишемической болезни сердца (ИБС). Всего авторы выявили 15 ассоциированных с ИБС видов. Так, у пациентов было больше представителей Lachnospiraceae и меньше продуцентов короткоцепочечных жирных кислот (Faecalibacterium prausnitzii, Slackia isoflavoniconvertens), а также активны пути цикла мочевины, гликолиза и деградации аминокислот. По микробиомному и метаболитному составу можно идентифицировать больных с точностью, близкой к 90%.
Credit:
123rf.com
Заболевания сердечно-сосудистой системы остаются одной из главных причин смерти во всем мире, и среди них особое место занимает ишемическая болезнь сердца (ИБС). Все больше данных указывает на роль кишечного микробиома в развитии и прогрессировании атеросклероза, так как он влияет на воспаление, метаболизм липидов и выработку триметиламин-N-оксида (TMAO). Однако конкретные бактериальные виды и метаболические пути, связанные с ИБС, до сих пор были изучены недостаточно. Южной Кореи впервые применили сбор метагеномов (metagenome-assembled genomes, MAG) для расшифровки видового и функционального состава кишечной микробиоты у пациентов с ИБС и здоровых людей. Это необходимо, чтобы выявить штамм-специфические различия и потенциальные мишени для терапии.
В исследовании приняли участие 42 человека: 14 пациентов с подтвержденной ИБС и 28 здоровых добровольцев, подобранных с учетом возраста, пола и ИМТ. Из фекальных образцов выделяли ДНК и проводили секвенирование методом дробовика, получив около 46 млн прочтений на человека. Таксономический анализ выявил 520 видов бактерий, среди которых наиболее распространенными были Segatella (Prevotella) copri, Phocaeicola coprocola и Phocaeicola vulgatus. Хотя общее разнообразие микробиоты (альфа- и бета-индексы) не отличалось между группами, дифференциальный анализ выявил 15 видов, количество которых различалось существенно. У больных ИБС было повышено содержание представителей семейства Lachnospiraceae (например, CAG-303, Ventrimonas), тогда как типичные продуценты короткоцепочечных жирных кислот (Faecalibacterium prausnitzii, Slackia isoflavoniconvertens, Catenibacterium) оказались обеднены.
Функциональный анализ выявил усиление десяти метаболических путей у пациентов, включая цикл мочевины, биосинтез L-цитруллина и гликолиз, тогда как пути синтеза разветвленных аминокислот были подавлены. Ключевыми участниками обогащенных путей оказались Alistipes и Escherichia, в то время как рода с защитными функциями Coprococcus и Faecalibacterium встречались чаще у контролей. При анализе метаболома было показано, что у пациентов с ИБС отмечено повышение уровня инозина (коронарного вазодилататора) и снижение α-мурихолата и C18:0e-MAG. Модули деградации аминокислот (аргинин, серин, аспартат) и простых сахаров (галактоза, лактоза, ксилоза) также были значительно активнее при ИБС, что указывает на смещение метаболизма в сторону воспалительных процессов.
Комбинированная модель машинного обучения, объединяющая микробные виды и предсказанные метаболиты, позволила отличить пациентов от контролей с AUC 0,89 — выше, чем модели, использующие лишь один признак. Наиболее информативными предикторами стали F. prausnitzii, AM51-8 sp003478275 и метаболит инозин.
Анализ метаболических весов (MW-scores) показал, что микробиомы пациентов характеризуются усилением путей фиксации азота, сульфитредукции и углеродной фиксации, тогда как у здоровых лиц преобладали процессы деградации ароматических соединений и нитритной аммонификации, что может отражать более устойчивое, «анти-воспалительное» сообщество.
У штаммов Akkermansia muciniphila контролей присутствовали гены расщепления сложных полисахаридов (арабинан, ксилоглюкан), что связано с защитой слизистой, тогда как у штаммов пациентов с ИБС преобладали модули липидного обмена. У Megamonas fumiformis из группы пациентов обнаружены пути метаногенеза, деградации жирных кислот и восстановления ртути — признаки сдвига к проатерогенной метаболике. Примечательно, что противовоспалительный вид F. prausnitzii у контролей содержал ген mtxB, предотвращающий образование триметиламина, что может объяснять его защитное действие.
Таким образом, авторы показали, что при ИБС кишечный микробиом смещается в сторону штаммов, связанных с воспалением и нарушением обмена азота и серы, также снижается число бактерий-продуцентов короткоцепочечных жирных кислот.
Метаболиты кишечной микробиоты связаны с активностью определенных участков мозга при РАС
Источник:
Lee S., et. al. Metagenome-assembled genomes reveal microbial signatures and metabolic pathways linked to coronary artery disease. // mSystems (2025), published online 6 November 2025. DOI: 10.1128/msystems.00954-25