For at bestemme metabolomics og mikrobiom ændringer efter tranebærjuice forbrug blandt unge kvinder

Indtagelse af tranebærjuice har været relateret til forebyggelse af urinvejsinfektion. På grund af tranebærprodukternes bitterhed og stringens er overensstemmelsen hos deltagere i tranebærrelaterede kliniske forsøg imidlertid dårlig, hvilket gør det vanskeligt yderligere at studere tranebærjuices funktion. Derfor er der et presserende behov for en effektiv tilgang til at verificere deltagernes overholdelse. I den tidligere undersøgelse er plasma- og urinmetabolom hos unge kvinder efter indtagelse af tranebærjuice blevet undersøgt ved hjælp af en global UHPLC (Ultra high-performance væskekromatografi) -Q-Orbitrap-HRMS (High-resolution massespektrometri) tilgang. PLS-DA (Partial least squares discriminant analysis) analyser viste, at både plasma- og urinmetabolom hos unge kvinder blev ændret efter tranebærforbrug sammenlignet med baseline og æblejuiceforbrug. Indtagelse af tranebærjuice forårsagede en større udskillelse af både eksogene og endogene metabolitter. Disse metabolitter er blevet identificeret som kandidat-biomarkører til indtagelse af tranebærjuice. De etablerede PLS-DA (Partial least squares discriminant analysis) /OPLS-DA (Orthogonal partial least squares discriminant analysis) modeller giver mulighed for at identificere tranebærjuiceforbrugere.

Det er ukendt, om indtagelse af tranebærjuice påvirker tarmmikrobiotaprofilen hos mennesker. Men flere undersøgelser antydede, at en polyphenolrig diæt forbedrer tarmmikrobiotaprofilen. Det tidligere in vitro-studie med human tarmmikrobiota indikerede, at mikrobiel katabolisme af A-type tranebærprocyanidiner producerede metabolitter med forskellige profiler og strukturer sammenlignet med dem fra B-type procyanidiner.

Forståelse af mikrobiomændringer i menneskets tarm vil gøre det muligt for efterforskerne at korrelere og forklare metabolomændringer i urinen og blodet, og vil også forklare de sundhedsmæssige fordele ved tranebær.

Med alle prøverne, der vil blive indsamlet i denne undersøgelse, kan metabolomiske ændringer mellem kortvarig tranebærjuicebehandling (3 dage) og langtidsbehandling (21 dage) sammenlignes. Da tranebærjuices urinvejsbeskyttelse ofte er forbundet med kronisk forbrug, forventes flere metabolomiske ændringer at blive identificeret af en langsigtet undersøgelse.

Forskningsplan:

Specifikt mål 1: Tyve (20) raske kvindelige universitetsstuderende i alderen 18-29 med normalt BMI (Body Mass Index) (18,5-25) og mindst 110 pund i vægt vil blive rekrutteret på UF (University of Florida) campus.

Annoncering vil være i form af flyers. Efterforskernes kontaktoplysninger vil være inkluderet i flyeren. Spørgeskemaet vil blive brugt til at indhente oplysninger om emner til forhåndsscreening. Alle deltagere vil modtage skriftlig og mundtlig information om de naturlige og potentielle risici ved undersøgelsen.

Deltagerne vil blive rådet til at undgå proanthocyanidin-rige fødevarer, herunder tranebær, blåbær, jordbær, blomme, hindbær, æble, vindruer, vindruekerneekstrakt, pycnogenol, rødvin, te, chokolade og andre kakaoprodukter eller andre tranebærbaserede kosttilskud fra begyndelsen af ​​10. -dag (1.-9.) køres i periode til afslutningen af ​​undersøgelsen. Deltagerne vil blive foreslået at indtage appelsin, vandmelon, honningdug, cantaloupe til erstatning. Urin- og afføringsprøvetagningssæt vil blive uddelt til alle deltagere, og deltagerne vil blive trænet i at bruge opsamlingssættene. En afføringsprøve vil blive indsamlet af deltagerne på en hvilken som helst dag fra den 7. til den 9. dag. På den 10. dag om morgenen vil en hurtig urinprøve natten over blive udtaget selv, og forsøgspersonerne vil få udtaget blodprøve (2 rør, 30 ml i alt). Der vil blive sørget for morgenmad til deltagerne efter fastende blodprøvetagning. En uddannet og certificeret phlebotomist vil blive ansat til at tage blod. Efter blodudtagning vil hver deltager indtage 1 flaske (250 ml) tranebær- eller placebojuice og yderligere 5 flasker tranebær- eller placebojuice vil blive givet til hvert forsøgsperson, som skal indtages om aftenen den 10. dag og om morgenen og aftenen 11. og 12. dag. En afføringsprøve vil også blive indsamlet i løbet af den 12.-4. dag. Alle forsøgspersoner vender tilbage til den kliniske enhed om morgenen den 13. dag med en selvopsamlet hurtig urinprøve natten over, og blodprøver vil blive indsamlet 30-60 minutter efter, at deltagerne har indtaget 1 flaske tranebær- eller placebojuice. Tranebær- eller placebojuice vil blive distribueret til hver af forsøgspersonerne for at indtage om aftenen på den 13. dag og om morgenen og aftenen i løbet af den 14.- 29. dag. Udnævnelse vil blive planlagt ugentligt eller efter anmodning fra deltagere i løbet af den 14. til 29. dag. En fækal prøve vil blive indsamlet i løbet af den 29. til 31. dag. Om morgenen den 30. dag vil en hurtig urinprøve blive udtaget natten over, og forsøgspersonerne vil få taget blodprøver efter indtagelse af tranebærjuice eller placebo. Efter 14 dages udvaskningsperiode skifter deltagerne til den alternative kur og gentager protokollen. Alle indsamlede prøver vil blive opdelt i alikvoter og opbevaret ved -80°C. Det er usandsynligt, at det sker, men hvis et emne har en alvorlig negativ virkning efter juiceindtagelse, vil deltageren blive fjernet fra undersøgelsen afhængigt af hendes situation af sikkerhedsmæssige årsager.

Forberedelse af urin- og plasmaprøve opsamlet på den 13., 48. dag (3 dage senere efter indtagelse af tranebærjuice/placebo) vil følge etablerede protokoller. LC-HRMS (væskekromatografi - højopløsnings massespektrometri) data vil blive normaliseret og importeret til SIMCA (version 13.0.3, Umetrics, Umea, Sverige) for at bruge tidligere etablerede PLS-DA (Partial least squares discriminant analysis) /OPLS-DA (Orthogonal partial least squares discriminant analysis) modeller til blindt at identificere tranebærjuice-forbrugere. Resultater vil blive sendt til Ocean Spray til verifikation.

Specifikt mål 2:

Baseline fækale prøver og fækal prøve indsamlet omkring den 30., 65. dag (21 dage senere efter indtagelse af tranebærjuice/placebo) vil blive analyseret for mikrobiomsammensætning. Genomisk mikrobiel DNA vil blive ekstraheret fra afføringsprøver ved hjælp af MoBlo Power jord-DNA-isoleringssæt. Mikrobiotaændringer i tarmen vil blive korreleret med metabolomændringer i urinen ved hjælp af redundans og diskriminantanalyse. Fækalt mucin og IgA (Immunoglobulin A, indikatorer for tarmbarriere), kortkædede fedtsyrer og ammoniak i afføringsprøverne vil blive analyseret ved hjælp af specifikke assay-sæt eller HPLC-metoden (High-performance væskekromatografi).

Specifikt mål 3:

Forberedelse af urin- og plasmaprøver opsamlet på den 30., 65. dag (21 dage senere efter indtagelse af tranebærjuice/placebo) vil følge etablerede protokoller. UHPLC (Ultra high-performance væskekromatografi) -Q-Orbitrap-HRMS (Højopløsnings massespektrometri) analyser, multivariat databehandling og statistisk analyse vil være den samme som eksperimentprocessen diskuteret i Specifikt mål 2.