K určení změn metabolismu a mikrobiomu po konzumaci brusinkového džusu u mladých žen

Konzumace brusinkové šťávy souvisí s prevencí infekcí močových cest. Vzhledem k hořkosti a svíravosti brusinkových produktů je však soulad účastníků klinického hodnocení souvisejícího s brusinkami špatný, což ztěžuje další studium funkce brusinkové šťávy. V souladu s tím existuje naléhavá potřeba účinného přístupu k ověřování souladu účastníků. V předchozí studii byly plazmatické a močové metabolomy u mladých žen po konzumaci brusinkové šťávy zkoumány pomocí globálního přístupu UHPLC (Ultra vysokoúčinná kapalinová chromatografie) -Q-Orbitrap-HRMS (hmotová spektrometrie s vysokým rozlišením). Analýza PLS-DA (částečná diskriminační analýza nejmenších čtverců) ukázala, že jak plazmatický, tak močový metabolom u mladých žen byly po konzumaci brusinek změněny ve srovnání s výchozí hodnotou a konzumací jablečné šťávy. Konzumace brusinkové šťávy způsobila větší vylučování jak exogenních, tak endogenních metabolitů. Tyto metabolity byly identifikovány jako kandidátní biomarkery pro konzumaci brusinkové šťávy. Zavedené modely PLS-DA (Parciální diskriminační analýza nejmenších čtverců)/OPLS-DA (Ortogonální částečná diskriminační analýza nejmenších čtverců) poskytují příležitost identifikovat konzumenty brusinkové šťávy.

Není známo, zda konzumace brusinkové šťávy ovlivňuje profil střevní mikroflóry u člověka. Několik studií však naznačovalo, že strava bohatá na polyfenoly zlepšuje profil střevní mikroflóry. Předchozí studie in vitro s lidskou střevní mikroflórou ukázala, že mikrobiální katabolismus prokyanidinů brusinek typu A produkoval metabolity s odlišnými profily a strukturami ve srovnání s metabolity prokyanidinů typu B.

Pochopení změny mikrobiomu v lidském střevě umožní výzkumníkům korelovat a vysvětlit změny metabolomu v moči a krvi a také vysvětlí zdravotní přínosy brusinek.

U všech vzorků, které budou shromážděny v této studii, lze porovnat změny metabolomiky mezi krátkodobou léčbou brusinkovou šťávou (3 dny) a dlouhodobou léčbou (21 dnů). Vzhledem k tomu, že účinky brusinkových šťáv na ochranu močových cest jsou často spojeny s chronickou konzumací, očekává se, že dlouhodobá studie odhalí více metabolomických změn.

Výzkumný plán:

Specifický cíl 1: Dvacet (20) zdravých studentek vysokých škol ve věku 18-29 let s normálním BMI (Body mass index) (18,5-25) a hmotností alespoň 110 liber bude přijato do kampusu UF (University of Florida).

Inzerce bude formou letáků. Kontaktní údaje vyšetřovatelů budou součástí letáku. Dotazník bude sloužit k získání informací o subjektech pro prescreen. Všichni účastníci obdrží písemné a ústní informace o přirozených a potenciálních rizicích studie.

Účastníkům bude doporučeno vyhýbat se potravinám bohatým na proanthokyanidiny, včetně brusinek, borůvek, jahod, švestek, malin, jablek, hroznů, extraktu z hroznových jadérek, pycnogenolu, červeného vína, čaje, čokolády a dalších kakaových produktů nebo jiných doplňků na bázi brusinek od začátku 10. -den (1.-9.) běží v období do konce studie. Účastníkům bude doporučeno, aby jako náhradu konzumovali pomeranč, meloun, medovku, meloun. Soupravy na odběr vzorků moči a stolice budou distribuovány všem účastníkům a účastníci budou proškoleni v používání odběrových sad. Jeden vzorek stolice odeberou účastníci během kteréhokoli dne od 7. do 9. dne. 10. den ráno se odebere přes noc rychlý vzorek moči a subjektům bude odebrán vzorek krve (2 zkumavky, celkem 30 ml). Po odběru krve nalačno bude účastníkům poskytnuta snídaně. Na odběr krve bude přijat vyškolený a certifikovaný flebotom. Po odběru krve každý účastník zkonzumuje 1 lahvičku (250 ml) brusinkové nebo placebové šťávy a dalších 5 lahviček brusinkové nebo placebové šťávy dostane každý subjekt ke konzumaci večer 10. dne a ráno a večer 11. a 12. den. Během 12. až 4. dne bude také odebrán jeden vzorek stolice. Všechny subjekty se vrátí na klinickou jednotku ráno 13. dne s vlastním nočním rychlým odběrem moči a vzorky krve budou odebrány 30-60 minut poté, co účastníci zkonzumují 1 láhev brusinkového nebo placebového džusu. Brusinkový nebo placebový džus bude distribuován každému ze subjektů ke konzumaci večer 13. dne a ráno a večer během 14. až 29. dne. Schůzka bude naplánována týdně nebo na žádost účastníků během 14. až 29. dne. Jeden vzorek stolice bude odebrán během 29. až 31. dne. Ráno 30. dne se samovolně odebere noční vzorek moči a subjektům bude odebrán vzorek krve po konzumaci brusinkového džusu nebo placeba. Po 14denním vymývacím období účastníci přejdou na alternativní režim a opakují protokol. Všechny odebrané vzorky budou rozděleny na alikvoty a uchovávány při -80 °C. Je nepravděpodobné, že se to stane, ale pokud má některý subjekt po konzumaci šťávy jakýkoli závažný nepříznivý účinek, bude účastnice ze studie vyloučena v závislosti na její situaci z bezpečnostních důvodů.

Příprava vzorku moči a plazmy odebraných 13., 48. den (3 dny později po konzumaci brusinkové šťávy/placeba) bude probíhat podle zavedených protokolů. Data LC-HRMS (kapalinová chromatografie - hmotnostní spektrometrie s vysokým rozlišením) budou normalizována a importována do SIMCA (verze 13.0.3, Umetrics, Umea, Švédsko) k použití dříve zavedených modelů PLS-DA (částečná diskriminační analýza nejmenších čtverců) /OPLS-DA (ortogonální částečná diskriminační analýza nejmenších čtverců) ke slepé identifikaci konzumentů brusinkové šťávy. Výsledky budou zaslány společnosti Ocean Spray k ověření.

Konkrétní cíl 2:

Základní vzorky stolice a vzorek stolice odebrané kolem 30., 65. dne (21 dní později po konzumaci brusinkové šťávy/placeba) budou analyzovány na složení mikrobiomu. Genomová mikrobiální DNA bude extrahována ze vzorků stolice pomocí souprav pro izolaci půdní DNA MoBlo Power. Změna mikroflóry ve střevě bude korelována se změnami metabolomu v moči pomocí redundance a diskriminační analýzy. Fekální mucin a IgA (Imunoglobulin A, indikátory střevní bariéry), mastné kyseliny s krátkým řetězcem a amoniak ve vzorcích stolice budou analyzovány pomocí specifických testovacích souprav nebo metodou HPLC (High-performance liquid chromatografie).

Konkrétní cíl 3:

Příprava vzorku moči a plazmy odebraného 30., 65. den (21 dní později po konzumaci brusinkové šťávy/placeba) bude probíhat podle zavedených protokolů. Analýza UHPLC (Ultra vysokoúčinná kapalinová chromatografie) -Q-Orbitrap-HRMS (hmotová spektrometrie s vysokým rozlišením), vícerozměrné zpracování dat a statistická analýza budou stejné jako proces experimentu popsaný v části Specifický cíl 2.