Integration of Approaches to Studying the Microbiota in Chronic Rhinosinusitis: The Path Toward Etiological Therapy

Chronic rhinosinusitis (CRS) is a complex, heterogeneous inflammatory disease in which dysregulated interactions between the host immune system and local microbiota play a central pathogenic role. The aim of this review is to shift the scientific paradigm from the traditional concept of simple bacterial infection toward the dysbiosis hypothesis – an ecological imbalance characterized by loss of microbial diversity, disruption of protective commensal networks, and dominance of pathogenic microorganisms. We discuss in detail the role of key pathogens such as Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa, their capacity to form biofilms, and the association between microbiota composition and distinct immune endotypes of the disease (T2-mediated eosinophilic and non-T2 neutrophilic inflammation). Material and methods. We critically evaluate current methodological approaches to studying the sinus microbiome, including a comparison of conventional culture-based techniques and 16S rRNA gene sequencing technologies. Particular attention is paid to the challenges of standardizing sample collection and the need to implement functional methods such as metatranscriptomics to distinguish metabolically active microorganisms from extracellular DNA. A significant portion of the review is devoted to microbial interactions that perpetuate chronic inflammation. We describe the role of anaerobic bacteria (genera Peptoniphilus, Prevotella) in mucin fermentation and production of short-chain fatty acids, which may serve as nutritional substrates promoting pathogen growth. Results on analysis of preclinical in vivo models, we justify the potential of rabbit models for microbiota research due to their anatomical similarity to humans, in contrast to mouse models, which have significant limitations. Conclusion. In the final section, we outline future therapeutic strategies aimed at restoring a stable sinus ecosystem, including the use of probiotics, microbial metabolites, and nasal microbiota transplantation — paving the way toward personalized medicine in CRS. Хронический риносинусит (ХРС) представляет собой сложное гетерогенное воспалительное заболевание, в патогенезе которого ключевую роль играет нарушение взаимодействия между иммунной системой хозяина и локальной микробиотой. Целью исследования является смена научной парадигмы от традиционной концепции простой бактериальной инфекции к гипотезе дисбиоза, нарушения экологического равновесия, характеризующегося потерей микробного разнообразия, разрушением защитных комменсальных связей и доминированием патогенных микроорганизмов. Подробно рассматривается роль основных патогенов, таких как Staphylococcus aureus и Pseudomonas aeruginosa, их способность к формированию биопленок, а также связь состава микробиоты с различными иммунными эндотипами заболевания (Т2-опосредованным эозинофильным и не-Т2 нейтро- фильным воспалением). Материал и методы. В работе критически оценены современные методологические подходы к изучению микробиома пазух, включая сравнение традиционных культуральных методов и технологий секвенирования гена 16S рРНК. Особое внимание уделено проблеме стандартизации забора биоматериала и необходимости внедрения функциональных методов, таких как метатранскриптомика, для различения метаболически активных микроорганизмов и внеклеточной ДНК. Значительная часть обзора посвящена механизмам поддержания хронического воспаления через микробные взаимодействия. Описана роль анаэробных бактерий (родов Peptoniphilus, Prevotella) в ферментации муцинов и продукции короткоцепочечных жирных кислот, которые могут служить питательным субстратом для роста патогенов. Результатом анализа доклинических моделей in vivo обоснована перспективность использования кроликов для изучения микробиоты благодаря их анатомическому сходству с человеком в отличие от имеющих существенные ограничения мышиных моделей. Заключение. В заключительной части обзора обозначены будущие терапевтические стратегии, направленные на восстановление устойчивой экосистемы пазух, включая применение пробиотиков, микробных метаболитов и трансплантацию назальной микробиоты, что открывает путь к персонализированной медицине ХРС.