Suplementace rybím olejem, nutrigenomika a prevence kolorektálního karcinomu

1.Odůvodnění a specifické cíle

Kolorektální karcinom (CRC) je třetí nejčastější rakovinou a druhou nejčastější příčinou úmrtnosti související s rakovinou ve Spojených státech. Studie na zvířatech a lidech naznačují, že n-3 polynenasycené mastné kyseliny (PUFA), kyselina eikosapentanová (EPA) a kyselina dokosahexanová (DHA), pocházející z moře, mají vlastnosti inhibující rakovinu, zatímco naopak n-6 PUFA, jako je kyselina arachidonová (ARA). ) může podporovat tumorigenezi. Mechanismus těchto protichůdných účinků je pravděpodobně způsoben rozdíly v biologické aktivitě jejich koncových produktů eikosanoidů a jejich účincích na chronický zánět. Prostaglandin E2 (PGE2) je prozánětlivý eikosanoid, který je aberantně produkován jak u kolorektálních adenomů, tak u rakoviny a je odvozen z ARA cestou cyklooxygenázy. EPA se stejnou cestou přeměňuje na prostaglandin E3, který má 4 až 7krát menší afinitu k receptoru prostaglandinu E, je méně zánětlivý a může být dokonce proapoptický ve srovnání s PGE2. Jako takový to může být spíše poměr ARA k EPA a DHA než absolutní hladiny n-3 PUFA pocházejících z moře, které nejvíce přispívají k jejich antiproliferativním a proapoptotickým účinkům.

Poměr ARA k EPA + DHA lze však upravit pomocí suplementace rybím olejem; genetické faktory mohou hrát klíčovou roli při stanovení tohoto poměru. Nedávné celogenomové asociační a haplotypové studie ukázaly, že až 28 % aditivních variací v tkáňových hladinách ARA je vysvětleno variantami v jediném genu, desaturáze mastných kyselin 1 (FADS1). FADS1 je enzym omezující rychlost při přeměně kyseliny linolové (LA), nejčastěji konzumované PUFA, na ARA a homozygoti pro alelu T (frekvence populace 13 %, HapMap -CEU) v rs174537 mají nižší desaturázu mastných kyselin aktivita a následně nižší tkáňové hladiny ARA. Zatímco EPA lze vyrobit in vivo z kyseliny α-linolenové, u lidí je tento proces extrémně neefektivní a většina tkáňových hladin EPA pochází přímo z dietní konzumace tučných ryb. Vysoká aktivita FAD1 a následně zvýšené tkáňové hladiny ARA tedy mohou kompenzovat některé potenciální výhody doplňování stravy rybím olejem. Dosud žádné dříve publikované studie nezkoumaly, jak by genetické varianty, které ovlivňují aktivitu desaturázy mastných kyselin, mohly modifikovat příznivé účinky suplementace rybím olejem.

Hypotézou vyšetřovatelů je, že jedinci s geneticky určenou nižší aktivitou FADS1 budou mít větší užitek ze suplementace rybím olejem než jedinci s vyšší aktivitou FADS1 kvůli nižším hladinám ARA v tkáních a následně příznivějšímu poměru ARA k EPA + DHA. Pro testování této hypotézy vyšetřovatelé přijmou 150 účastníků s nedávno identifikovanými adenomatózními polypy a provedou 6měsíční dvojitě zaslepenou 3 x 2 faktoriální randomizovanou kontrolovanou studii. Prvním faktorem bude genotyp rs174537 (GG, GT a TT) v genu FADS1 a druhým faktorem bude suplementace rybím olejem (rybí olej versus placebo). Primárním výsledkem studie bude změna od výchozího stavu v proliferaci rektálních epiteliálních buněk měřené značením Ki-67 a apoptózou rektální krypty měřenou pomocí TUNEL. Sekundární koncové body budou zahrnovat expresi COX-2 a 15-PGDH v rektálních epiteliálních buňkách, produkci PGE2 a PGE3 v rektálních buňkách, koncentrace mastných kyselin v rektálních buňkách a také změny biomarkerů zánětu (C-reaktivní protein), adipokiny od výchozích hodnot. (leptin, adiponektin) a markery inzulínové senzitivity (HOMA-IR).

Konkrétní cíle tohoto návrhu výzkumu jsou:

1. ke stanovení účinnosti doplňků rybího oleje na indexy proliferace rektálních epiteliálních buněk a markery apoptózy rektálních krypt; a,
2. stanovit vliv geneticky podmíněné aktivity desaturázy mastných kyselin na suplementaci rybího oleje pro markery rizika kolorektálního karcinomu.

Dlouhodobým cílem výzkumníků je určit genetické faktory, které by mohly ovlivnit účinnost suplementace rybím olejem, aby bylo možné provést definitivní studii recidivy adenomu s použitím n-3 PUFA pocházejících z moře. Výzkumníci předpokládají, že rybí olej bude mít antineoplastický účinek a jedinci s nízkou aktivitou FADS1 budou mít větší odezvu ve srovnání s jedinci s vysokou aktivitou FADS1. Tato studie bude první, která prozkoumá nutrigenomiku suplementace rybím olejem v chemoprevenci kolorektálního karcinomu a může mít důsledky i mimo prevenci rakoviny, protože rybí olej je aktivně zkoumán pro své protizánětlivé účinky u kardiovaskulárních a psychiatrických onemocnění, stejně jako u diabetes mellitus a metabolický syndrom.

2. Nábor a udržení

Vyšetřovatelé identifikují způsobilé účastníky na základě kritérií pro zařazení na základě přezkoumání údajů studie a údajů ze zdravotních záznamů shromážděných ve studii Tennessee Colorectal Polyp Study (TCPS). Účastníkům, kteří jsou stále způsobilí po kontrole záznamu, bude zaslán úvodní dopis s výzvou k účasti. Týden po odeslání dopisu; vyškolený tazatel z Vanderbilt Survey Research Shared Resource (SRSR) zavolá potenciálním účastníkům, aby jim poskytli podrobnější informace o studii, odpověděli na otázky týkající se studie a zjistili, zda by mohli mít zájem o účast. V té době bude s účastníkem domluvena schůzka na základní osobní návštěvu. Po úvodní návštěvě a získání informovaného souhlasu provede tazatel ze SRSR průzkum základního rozhovoru a 24hodinové stažení stravy. Při základní návštěvě vyšetřovatelé znovu genotypují rs174535, aby potvrdili přesnost procesu imputace. Tato strategie umožní výzkumníkům efektivně a přesně identifikovat vhodné kandidáty pro naši studii.

Způsobilé subjekty se dostaví do Vanderbilt General Clinical Research Center (GCRC) na úvodní návštěvu a postupy základní studie. Účastníkům, kteří jsou způsobilí pro studii a poskytnou písemný souhlas se zařazením, bude odebrána krev; provede se biopsie tukové tkáně a podstoupí základní proceduru biopsie rektální sliznice. Zadání léčby získá koordinátor z Vanderbilt Investigational Pharmacy. První dávka studovaného léku bude podána pacientům při úvodní návštěvě a zaznamená se datum a čas. Toto datum a čas budou považovány za čas randomizace.

3. Randomizace

Randomizace bude provedena podle permutovaného blokového randomizačního schématu stratifikovaného na tři genotypy. Randomizace bude probíhat v rámci těchto tří vrstev s velikostí bloku vyrovnávacího intervalu, který se náhodně mění podle výsledku počítačem generovaného náhodného čísla. To zajišťuje, že kumulativní podíl přiřazení ke každému ošetření bude po provedení každého bloku přiřazení vyvážený.

4. Studijní postupy

1. Sběr dat

   Vzhledem k tomu, že expozice n-6 a n-3 PUFA mimo potravu by mohla zmást účinek suplementace rybím olejem, provedou výzkumníci v průběhu studie celkem čtyři 24hodinové studie stažení stravy pro každého účastníka. Při zápisu vyšetřovatelé provedou dvě 24hodinová hodnocení stravy, jedno ve všední den a druhé o víkendu, protože strava účastníků se může lišit podle dne v týdnu. Kromě toho vyšetřovatelé provedou jedno 24hodinové stažení stravy v týdnu 8 a v týdnu 16. Výzkumníci použijí data shromážděná z těchto 24hodinových dietních hodnocení spolu se standardními tabulkami složení potravin k výpočtu dietní expozice PUFA.

   Vyšetřovatelé určí adherenci ke studovanému léku při každé osobní návštěvě během studie. Při těchto návštěvách budou zaznamenány léky a změny léků. Pacienti, kteří během studie zahájí podávání nového NSAID, budou staženi a provede se výstupní návštěva. Přilnavost k rybímu tuku bude také stanovena pomocí analýzy mastných kyselin na fosfolipidové membráně RBC provedené ve 3. a 6. měsíci. Kromě toho, aby bylo možné určit, zda suplementace rybím olejem také ovlivňuje koncentraci mastných kyselin na membráně v cílové tkáni, výzkumníci určí změnu koncentrace mastných kyselin fosfolipidové membrány rektálních epiteliálních buněk.

2. Kapsle s rybím olejem

   Účastníci přidělení na suplementaci rybím olejem budou instruováni, aby užívali tři kapsle Lovaza®, z nichž každá obsahuje 465 mg EPA a 375 mg DHA denně; to poskytne celkovou denní dávku 1395 mg EPA plus 1125 mg DHA na celkovou denní dávku rybího oleje 2,5 gramu. Pacienti budou užívat jednu tabletu třikrát denně s jídlem. Kapsle Lovaza® jsou jediným přípravkem rybího oleje schváleným FDA, a proto je kvalita léku monitorována a zaručena. Kapsle s rybím olejem farmakologické čistoty mají tu výhodu, že poskytují vysoké koncentrace PUFA, nízké hladiny kontaminantů, jako je rtuť, a téměř žádný rybí zápach.

3. Placebo kapsle

   Vyšetřovatelé použijí kyselinu olejovou jako placebo. Důvod pro použití kyseliny olejové je několikanásobný. Za prvé, kapsle s kyselinou olejovou (olivový olej) mají podobnou strukturu, velikost, barvu a konzistenci jako kapsle s rybím olejem. Ještě důležitější je, že kyselina olejová nepodléhá přeměně na eikosanoid nebo jakýkoli jiný metabolicky aktivní produkt. To je v protikladu ke kukuřičnému oleji, který byl také používán jako placebo ve studiích rybího oleje, ale je primárně kyselinou linolovou a mohl by následně zvýšit hladiny ARA v tkáních a zmást výsledky naší studie. Kyselina olejová byla v několika předchozích studiích suplementace rybím olejem použita jako placebo a je dobře snášena.

4. Hodnotící návštěvy

Pacienti budou navštěvovat kliniku GCRC na začátku (počáteční návštěva), po 3 měsících studijní léčby (návštěva v polovině) a po 6 měsících studijní léčby (konečná návštěva). Koordinátor studie bude v průběhu studie kontaktovat účastníky každé 4 týdny, aby podpořil dodržování protokolu studie. Při 3měsíčních a 6měsíčních návštěvách bude dodržování léčby sledováno počtem kapslí a měřením koncentrací fosfolipidových mastných kyselin v červených krvinkách. Při těchto návštěvách budou zaznamenány nežádoucí příhody.

5. Správa dat a kontrola kvality

Informatické jádro Vanderbilt GCRC bude využíváno jako centrální místo pro zpracování a analýzu dat. Vanderbilt University vyvinula softwarové nástroje a metodiku pracovních postupů pro elektronický sběr a správu dat výzkumných studií. (132) REDCap (Research Electronic Data Capture) je zabezpečená webová aplikace, která uživatelům poskytuje intuitivní rozhraní pro vzdálené zadávání ověřených dat (s automatickou kontrolou typu dat a rozsahu), auditní záznamy manipulace s daty a hlášení a export mechanismus pro export dat na konci studie do společných statistických balíků.