'Pre-Proof of Concept (Pre-POC)' kliniske forsøg for at optimere blymikrobiota-dirigerede komplementære fødevarer (MDCF) prototyper for deres evne til at reparere mikrobiota-umodenhed og etablere deres organoleptiske acceptabilitet (MDCF)

Efterforskere vil udføre 3 Pre-POC-undersøgelser blandt 12-18 måneder gamle børn med MAM (WLZ <-2 til -3) og forkrøblet udvikling (LAZ <-2 til -3) i løbet af cirka to år.

Studiedesign: Randomiseret kontrolleret interventionsforsøg.

Undersøgelsessted: Denne undersøgelse vil blive udført i Bauniabadh, Mirpur i Dhaka by, som er et peri-urbant slumområde.

Undersøgelsesdeltagere: Studiedeltagerne vil være 12-18 måneder gamle børn af begge køn med MAM (WLZ: <-2 til -3) og stunting (LAZ: <-2 til -3).

Indledende screening og tilmelding: Børn vil blive screenet og tilmeldt ved husstandsundersøgelse i sektion 11 af Mirpur af Field Research Assistants (FRA) efter forudspecificerede inklusionskriterier. Når tilmeldingskriterierne er opfyldt og efter at have modtaget samtykke til studiedeltagelse fra forældre eller værger, vil børnene med den respektive mor/plejer blive tilmeldt og tilfældigt tildelt en af ​​de fire arme i henhold til computergenererede tilfældige tal ved brug af permuterede blokke af varierede længder på fire og tolv for studie 1. Tilsvarende vil børn og mor/plejer blive indskrevet og tilfældigt tildelt en af ​​de tre arme i henhold til computergenererede tilfældige tal ved brug af permuterede blokke med bloklængder på henholdsvis tre og ni for undersøgelse 2 og 3. Koden for tildelt type MDCF'er vil blive opbevaret i lukkede uigennemsigtige kuverter, indtil den tildeles til et tilmeldt barn.

Ernæringssessioner: Børnene og mødrene/plejepersonalet vil blive bedt om at komme til ernæringscentret, der er etableret i lokalsamfundet i Mirpur, helst mellem kl. 9 til 11 og kl. 15-17 på dag 1. Mødrene vil blive anmodet om ikke at give/tillade noget mad og modermælk i de foregående 2 timers observeret spisetid på dagen for observeret fodring. Samme dag på ernæringscentret vil barnet blive tilbudt 25 gram (i to måltider helst mellem kl. 9-11 og 15-17) MDCF efter tilfældig tildeling. I løbet af fodringstiden vil mødrene blive bedt om at ske med de respektive forvejede diæter til deres børn, indtil hun/han nægter at spise yderligere, som beskrevet nedenfor. Efter en pause på to minutter vil den samme diæt blive tilbudt en anden gang, indtil han/hun nægter igen. Efter en anden pause på to minutter vil diæten blive tilbudt en tredje gang, indtil den afvises igen. Efter dette tredje afslag vil fodringsepisoden blive betragtet som 'afsluttet'.7 Fodringens varighed (eksklusive de mellemliggende 'hvileperioder') vil blive registreret med stopur, og den samlede varighed af fodringen noteres. Hvis barnet efterspørger mere efter at have færdiggjort al maden, vil hun/han blive tilbudt det beløb, der blev tilbudt i starten. Denne fodringsepisode varer maksimalt 60 minutter. Målte mængder almindeligt vand vil også blive angivet, og mængden af ​​vand, der tages i løbet af denne 60 minutters måltidsperiode, vil blive målt. Fodringsepisoden vil foregå under direkte opsyn af uddannet studiepersonale. Børn vil blive betragtet som at nægte yderligere indtagelse, hvis de flytter hovedet væk fra maden, græder, klemmer munden eller sætter tænderne sammen, eller bliver ophidsede, spytter maden ud eller nægter at synke.8 Mængden af ​​MDCF, der faktisk indtages, vil blive beregnet ved at trække restmængden fra den tilbudte mængde. Forvejede servietter vil blive leveret; enhver mad, der er opstødt, kastet op eller spildt, vil blive vasket, vejet og trukket fra den tilbudte mængde.

Acceptabilitet vil blive kategoriseret som 'accepteret ivrigt', hvis de spiste mad let, ikke lavede ballade, spyttede ud, kastede op eller græd under det observerede måltid. Børn vil blive kategoriseret som 'accepterede, men ikke ivrigt', hvis de spiste den tilbudte mad, men enten lavede ballade, spyttede ud, kastede op eller græd under det observerede måltid. Den tredje kategori vil være børn, der slet ikke vil indtage den tilbudte mad.9

Mængden af ​​indtaget mad (g), energi (kcal) og kategori af accept vil blive analyseret. De tilmeldte børn vil blive overvåget ved daglige hjemmebesøg af uddannede feltforskningsassistenter for eventuelle bivirkninger/uønskede hændelser (f.eks. udslæt, nældefeber på grund af fødevareallergi eller væsentlige ændringer i klinisk status) i en uge. Hvis der observeres nogen bivirkninger/uønskede hændelser, vil de blive behandlet i henhold til standardbehandlingen på Dhaka Hospital i icddr,b. Perception og vurdering af organoleptiske karakteristika af de tildelte MDCF'er af den respektive mor/plejer vil også blive vurderet ved at bruge den 7-punkts hedoniske skala. Højere værdi, det vil sige 7, vil blive rangeret som 'like ekstremt', og laveste værdi 1 vil blive rangeret som 'kan ikke lide ekstremt'.10

I begyndelsen af ​​undersøgelsen vil der blive søgt information om de demografiske karakteristika (familiers formue, boligstandard, familiestruktur og forældrekarakteristika osv.), og uddannede FRA'er vil registrere børnenes nøgenvægt ved hjælp af en digital vægt med 2 g præcision (Seca, model 728, Tyskland), længde (ved hjælp af infantometer, Seca, model 416, Tyskland) og omkreds på midten af ​​overarmen til nærmeste mm (ved hjælp af en ikke-strækbar indføringstape). Antropometri vil blive udført i henhold til standardprocedurerne, og alle målinger vil blive taget tre gange, og den midterste vil blive optaget. Alle interventioner i hver undersøgelse vil blive administreret til børn på Mirpur sundhedsklinik. Mødre/primære omsorgspersoner vil blive rådet til at opretholde deres barns nuværende kost- og ammepraksis.

Pre-POC-studie 1 og 2 vil hver vare 8 uger og have henholdsvis 4 og 3 arme, med 12-15 børn tilmeldt pr. arm med minimum 10 børn pr. arm, der fuldfører undersøgelsen. Der vil være en 2 ugers indkøringsperiode til at definere præ-behandling MAZ, og derudover vil enteropatogen byrde blive vurderet ved PCR-baseret måling af en bred vifte af gastrointestinale patogener i de samme fækale prøver, som bruges til at beregne MAZ-score (disse vil ikke bruges som screeningsværktøj til efterfølgende behandling). Børn vil blive tilfældigt tildelt en af ​​de tre arme. Der vil blive gjort en indsats for at balancere arme med hensyn til køn og stratificere randomiseringen på alder (f.eks. 2 niveauer; 12-15 måneder og >15-18 måneder). Behandlingsfasen vil vare i 4 uger, hvor hvert testprodukt vil blive administreret på testcentret to gange dagligt med mindst 6 timers mellemrum. Der vil være en 2-ugers post interventionsfase, hvor 2 yderligere afføringsprøver vil blive indsamlet (ved slutningen af ​​uge 7 og 8) for at vurdere ændringer i mikrobiotaen, der opstår efter ophør af behandlingen.

Pre-POC Studie 3 vil have 3 arme. Det vil teste den ledende MDCF identificeret i undersøgelse 2 og benchmarke dens effektivitet til at reparere mikrobiota umodenhed sammenlignet med den nuværende RUSF standard for pleje over en 4 ugers interventionsperiode. Vi vil undersøge virkningen af ​​1x versus 2x daglig dosering af bly-MDCF på effektiviteten i denne undersøgelse og inkluderer også en 4-ugers post-interventionsperiode (med fækal prøveudtagning i slutningen af ​​uge 7, 8, 9 og 10) til vurdere holdbarheden af ​​ændringer i mikrobiota modenhed efter ophør af intervention og tilbagevenden til hjemmediæt.

Indsamling af fækal prøve Ugentlig afføringsprøve (1-2 g) vil blive indsamlet inden for 30 minutter efter produktion (hjemme og transporteret tilbage til icddr,b) ved hjælp af N2 tør afsender prøveindsamling SOP brugt i den nylige undersøgelse af lokale RUTF'er til behandlingen af SAM (se bilag A). Prøver vil blive opbevaret ved -80◦C, før de sendes til Gordon Lab ved slutningen af ​​hver undersøgelse til hurtig analyse af mikrobiota-modenhed (målt før, under og efter ophør af behandling med hver MDCF-prototype) og PCR-baseret vurdering af enteropatogen belastning i fæcesprøver (målt før og efter MDCF-behandling). Den relative overflod af hver af de bakteriestammer, der var specifikt målrettet af næste generation af MDCF, vil blive bestemt gennem analyse af 16S rRNA-datasættene (udført i Gordon Lab og finansieret af det primære BMMI Project POC Phase-bevilling)

Foreslåede præ-POC undersøgelser

Undersøgelse 1: Test 3 prototype MDCF'er og den nuværende ris-linse RUSF-plejestandard for MAM for at fastslå effektstørrelsen af ​​hver på MAZ-reparation i en 4 ugers 2x/dag intervention, med en 2 ugers post-interventionsfase for at vurdere holdbarheden af MDCF-inducerede ændringer i mikrobiotaen:

Arm 1 - Nuværende RUSF brugt til MAM, administreret 2x/dag i 4 uger Arm 2 - Prototype MDCF1, administreret 2x/dag i 4 uger Arm 3 - Prototype MDCF2, administreret 2x/dag i 4 uger Arm 4 - Prototype MDCF3, administreret 2x /dag i 4 uger

Arm 1 - Ris-linsebaseret RUSF (rationale: referencestandard for pleje for MAM; ikke designet baseret på viden om dets virkninger på tarmmikrobiotaen eller mikrobiotaumodenhed).

Arm 2 - MDCF-prototype med fire komplementære fødevareingredienser plus mælkepulver (rationale: bly med bevis fra prækliniske gnotobiotiske modeller for reparation af mikrobiotaumodenhed og positive effekter på vækst).

Arm 3 - MDCF-prototype med fire komplementære fødevareingredienser uden mælkepulver (rationale: afgør, om tilbagetrækning af mælk påvirker virkningerne af de fire komplementære fødevareingredienskombinationer på mikrobiotaen og værtsbiomarkørerne).

Arm 4 - MDCF-prototype med to komplementære fødevareingredienser (kikærter og sojamel) uden mælkepulver (rationale: sammenlign effektiviteten af ​​denne formulering med effekten af ​​MDCF-formuleringen indeholdende fire komplementære fødevareingredienser, som administreres til gruppe 3).

Indsamling af fækal prøve:

Fækale prøver vil blive indsamlet fra hvert barn ved indskrivning, 1 uge efter indskrivning, ved randomisering (2 uger) og ugentligt under interventions- og post-interventionsfaserne.

- Forudsat 15 undersøgelsesdeltagere/arm og 4 arme, vil der blive indsamlet i alt 540 fækale prøver i undersøgelse 1.

Blodprøvetagning:

2 mL blodprøver hver vil blive indsamlet fra hvert barn før intervention og lige efter at interventionen er afsluttet.

-Forudsat 15 undersøgelsesdeltagere/arme, vil i alt 120 blodprøver blive indsamlet i Studie1.

Undersøgelse 2: Vælg den mest effektive MDCF fra undersøgelse 1 og sammenlign med 2 yderligere MDCF-prototyper ved at bruge det samme design, som blev brugt i undersøgelse 1:

Arm 1 - 'Vinder' fra undersøgelse 2 administreret 2x/dag i 4 uger Arm 2 - Prototype MDCF4 administreret 2x/dag i 4 uger Arm 3 - Prototype MDCF5 administreret 2x/dag i 4 uger

Indsamling af fækal prøve:

Fækale prøver vil blive indsamlet fra hvert barn ved indskrivning, 1 uge efter indskrivning, ved randomisering (2 uger) og ugentligt under interventions- og post-interventionsfaserne.

- Forudsat 15 forsøgsdeltagere/arm og 3 arme, vil der blive indsamlet i alt 405 fækale prøver i undersøgelse 2.

Blodprøvetagning:

2 mL blodprøver hver vil blive indsamlet fra hvert barn før intervention og lige efter at interventionen er afsluttet.

- 15 undersøgelsesdeltagere/arme, i alt 90 blodprøver vil blive indsamlet i undersøgelse 2.

Undersøgelse 3:

Vælg ledende MDCF fra undersøgelse 1, 2 og udfør endelig 'bake-off' vs. nuværende RUSF og undersøg også virkningen af ​​1x mod 2x daglig administration med en 4 ugers post-interventionsperiode for at give yderligere oplysninger om holdbarheden af ​​MDCF-sponsoreret ændringer i mikrobiotaen:

Arm 1 - Nuværende RUSF brugt til MAM 2x/dag i 4 uger efterfulgt af en 4 ugers post-interventionsfase Arm 2 - Lead MDCF identificeret i undersøgelse 2, 2x/dag i 4 uger efterfulgt af en 4 ugers post-interventionsfase Arm 3 - Bly MDCF identificeret i undersøgelse 2, 1x/dag i 4 uger efterfulgt af en 4 ugers post-interventionsfase

Indsamling af fækal prøve:

Afføring ville blive indsamlet ugentligt fra hver undersøgelsesdeltager i løbet af det 8-ugers studie, inklusive de 2 uger før behandlingen, de fire uger under behandlingen og de to uger efter behandlingens ophør (11 prøver/barn).

- Forudsat 15 forsøgsdeltagere/arm og 3 arme, vil i alt 495 fækale prøver blive indsamlet i undersøgelse 3.

Forudsat en 8-ugers undersøgelsesvarighed (undersøgelse 1 og 2) og 8 uger til forsendelse af fækale prøver til Washington University, ekstraktion af DNA, PCR-amplifikation af V4-regionen af ​​de bakterielle 16S rRNA-gener, sekventering af disse amplikoner og dataanalyse, hver studiecyklus fra afslutning af tilmelding til afslutning af dataanalyse forventes at vare 16 uger. Med denne cyklustid forventer vi at være i stand til at evaluere kandidat-MDCF'er inden udgangen af ​​juni 2017 og afslutte alle 5 inden udgangen af ​​april 2018, hvorefter en ledende MDCF vil blive nomineret til POC-undersøgelsen.

De indsamlede oplysninger vil blive brugt til at udvælge humane fækale prøver til transplantation til kimfrie dyr; disse dyr, som vil blive fodret med diæter fra deres menneskelige mikrobiotadonorer, vil blive brugt til yderligere at karakterisere de mekanismer, der forbinder MDCF-prototyper, tarmmikrobiotaen og værtens fysiologi/metabolisme.

Målrettet ultraperformance væskekromatografi-massespektrometri (UPLC-MS) og gaskromatografi-massespektrometri (GC-MS) vil blive brugt til at profilere analytter af specifik interesse i plasma- og/eller fækale prøver, herunder galdesyrer og kortkædede fedtsyrer (SCFA'er) ); markører for mitokondriel funktion (f.eks. β-hydroxybutyrat, acylcarnitiner/acylCoAs, TCA-cyklusmellemprodukter); aminosyrer i fækale prøver [grenkædede aminosyrer, tryptophan- og tryptophanmetabolitter relateret til vækst og inflammatorisk status, herunder dem, der produceres af bakteriel tryptophanmetabolisme (f. indoleddikesyrederivater)].

Blodprøvetagning:

2 mL blodprøver hver vil blive indsamlet fra hvert barn før intervention og lige efter at interventionen er afsluttet.15 undersøgelsesdeltagere / arm og 3 arme, i alt vil der blive indsamlet 90 blodprøver i undersøgelse 3.

For at konstruere et bibliotek af tarmmikrobiota af sunde voksende børn fra samme samfund, vil der blive indsamlet en pletfækal prøve (1-2 gm) og pletblodprøve (2 ml) fra 30 børn, som hver vil være i alderen 12-18 år. måneder af begge køn, med WLZ og LAZ: >-1. Dette vil kun ske efter indhentet samtykke fra undersøgelsens deltagere.

Gennem vores indledende laboratoriearbejde såvel som tidligere undersøgelser udført på gnotobiotiske dyr i Washington University Center for Genome Science har vi fået os til at foreslå, at en kombination af fødevareingredienser (kikærter, sojamel, jordnødder og grøn banan) med eller uden mælkepulver vil være værd at studere med hensyn til kostens indvirkning på at stimulere spredning af vækstdiskriminerende mikrobiota samt omkostninger og bæredygtighed.

Undersøgelsesdeltagere vil blive bedt om at komme til det udpegede fodringscenter dagligt til ernæringsterapi for at undgå spørgsmålet om maddeling. De vil få et telefonnummer til at nå klinikpersonalet, og et medlem af personalet kan besøge en families husstand for direkte observeret ernæringsterapi efter forudgående aftale, hvis det er nødvendigt.

Fem dages madfrekvensspørgeskemaer vil blive udfyldt ved tilmelding, før randomisering og ugentligt i hele undersøgelsesperioden.

Udarbejdelse af forskellige MDCF'er:

Tilberedning af komplementære fødevarer til præ-POC kliniske undersøgelser:

Baseret på kompatible kombinationer af komplementære fødevareingredienser identificeret i de prækliniske undersøgelser beskrevet ovenfor, vil efterforskerne designe og producere 5 MDCF-prototyper på icddr,b Food Processing Laboratory i tilstrækkelige mængder til kliniske undersøgelser (3 MDCF-prototyper til undersøgelse 1, 2 MDCF-prototyper for Studie 2 og den kvalificerede MDCF fra Studie 2 for Studie 3). Disse formuleringer vil blive matchet i energitæthed og indhold af mikronæringsstoffer med brugsklare supplerende fødevarer (RUSF'er), der bruges til MAM i Bangladesh og andre lande, og vil opfylde alle andre lokale krav til en supplerende/supplerende mad til 12-18 måneder gamle børn med MAM og stunting. icddr,b Food Processing Laboratory vil også producere den nuværende ris-linser RUSF standard for pleje, der bruges til behandling af disse børn til brug i undersøgelse 1 og 3.

Udvikling af produktet

1. Identifikation af fødevareingredienser: Lokalt tilgængelige fødevareingredienser, herunder dem, der er identificeret i de prækliniske diætoscillationsundersøgelser (f.eks. kikærter, sojamel, jordnødder, rå banan, sojaolie, sukker og med og uden mælkepulver) vil blive brugt til at fremstille prototype MDCF'er.

   MDCF'er vil blive beriget med en præmix af vitaminer og mineraler for at opfylde kravene til mikronæringsstoffer for supplerende fødevarer i Bangladesh (se nedenfor).

2. Eksperimenter med opskriftsudvikling: Den teoretiske formulering af MDCF-komponenter skal laves baseret på lineær programmering for at identificere de kombinationer af ingredienser, der ville resultere i de mest nærende opskrifter. Energitætheden af ​​MDCF er målrettet til ~5 kcal/g, og kaloriefordelingen er målrettet til at være 45-50 procent fra fedt og 8-12 procent fra protein. Baseret på ekspertudtalelser og konsensus i forskerholdet skal indholdet af mikronæringsstoffer sættes til at dække 70 procent af kravene til ikke-SAM-børn i alderen 12-18 måneder. Eksperimenter til udvikling af opskrifter og forberedelse af prøver vil blive udført på icddr,b Food Processing Laboratory efter en standardiseret produktionsprocedure for at kontrollere kvaliteten af ​​MDCF fra hver produktionsbatch og sikre, at der ikke opstår uventet kontaminering og tab af næringsstoffer under forarbejdningen. Alle ingredienser vil blive renset og sorteret. Potentielle opskrifter skal fremstilles i små partier efter (tilberedning/dampning/stegning efter behov for hver af ingredienserne) og ved at blande alle ingredienser i en elektrisk blender. Når det er nødvendigt, skal konsistensen af ​​opskrifterne justeres ved at variere mængden af ​​tørre ingredienser og sojaolie. Endvidere skal kombinationen af ​​mineraler og vitaminer justeres, hvis der er en ubehagelig smag for tilsætning af høje doser af mikronæringsstoffer. En lille mængde (1 procent) sojalecithin skal tilsættes til opskriften for at forbedre konsistensen og forhindre olieudskillelse.
3. Vurdering af opskrifternes organoleptiske egenskaber: De nye opskrifter vil blive vurderet for udseende, smag, konsistens af diæterne og overordnet smagsgrad ved brug af 7-punkts hedonisk skala. Højere værdi, det vil sige 7, vil blive rangeret som 'like ekstremt' og laveste værdi på 1 vil blive rangeret som 'dislike most'.
4. Undersøgelse af spørgsmål om fødevaresikkerhed og holdbarhed: Efterforskere vil evaluere stabiliteten af ​​produktet, herunder mikrobiologisk kvalitet, for at opnå nøgleoplysninger, der er nødvendige for at opsætte den første 'bedst før'-dato og vurdere stabiliteten af ​​vitamin- og mineralindholdet og potentialet for oxidation. Standard mikrobiologiske test (total levedygtighed, gær, skimmelsvampe, colibakterier, Escherichia coli, Bacillus cereus, Staphylococci, Listeria monocytogenes, Cronobacter sakazaki) vil blive udført på icddr,b Food Safety Laboratory.
5. Færdiggørelse af 5 prototype MDCF'er til de præ-POC kliniske forsøg: Baseret på alle de ovennævnte kriterier vil vores team af forskere udvælge 5 MDCF'er til acceptable forsøg. efterforskere vil også estimere omkostningerne/kg af ingredienserne i kandidat-MDCF'erne.

Uddannelse af feltpersonale Træning vil blive givet til alle feltteammedlemmer i forskellige procedurer vedrørende indsamling af afføringsprøver. Uddannelsen vil blive faciliteret af kernegruppen af ​​undervisere samt undersøgere af undersøgelsen.

Antropometri:

Barnets alder vil blive verificeret mod dokumentation (fødselsattest eller immuniseringskort, hvis det er tilgængeligt) eller omsorgspersonens rapport om barnets fødselsdato. Længden vil blive målt af et infantometer, der er følsomt til 0,1 cm (SECA, modelnr. 4161721009, Hamborg, Tyskland). Kropsvægten vil blive målt ved en vægt, der er følsom over for 2 g (SECA 7281321009, Hamborg, Tyskland). Length-for-age (LAZ), vægt-for-længde (WLZ) og Weight-for-Age (WAZ) Z-score vil blive beregnet efter WHO's vækststandarder 11 i Multicenter Growth Reference Study (MGRS). Ødem vil blive undersøgt ved at trykke på oversiden af ​​begge fødder i 3 sekunder. Midt-overarms omkreds (MUAC) vil blive målt ved hjælp af TALC MUAC tape (UK). Standardisering af måleudstyret: Regelmæssig standardisering af babyvægten, og længde/længde tavlen med kendt vægt og længde vil blive udført.

Analyser af plasma- og fækale prøver

Plasmaprøver indsamlet i denne sonderende præ-POC-undersøgelse vil blive sendt til Jeffrey Gordons laboratorium i Center for Genome Sciences and Systems Biology ved Washington University i St. Louis. Avancerede massespektroskopiske og immunoassay-baserede metoder vil blive brugt til at opnå ny viden om rollen af ​​tarmmikrobiota umodenhed og virkningerne af at forsøge akut reparation af denne umodenhed med bly mikrobiota-dirigeret komplementær mad (MDCF) prototyper på biomarkører og mediatorer af sunde vækst.

Denne indledende test af virkningerne af MDCF'er på mikrobiota-umodenhed og værtsreaktioner på diætintervention vil give nøgledatasæt, der vil muliggøre en effektberegning for vores planlagte proof of concept-studie i en større befolkning. I den nuværende udforskende præ-POC vil hvert barn i hver gruppe på 12-15 studiedeltagere tjene som sin egen kontrol. Yderligere sammenligninger vil blive foretaget inden for og på tværs af de fire behandlingsgrupper (dvs. dem, der bruger reference RUSF-standard og en af ​​tre forskellige MDCF-formuleringer).

Afføring ville blive indsamlet ugentligt fra hver forsøgsdeltager i løbet af det 8-ugers studie, inklusive de 2 uger før behandlingen, de fire uger under behandlingen og de to uger efter behandlingens ophør. Derudover ville en 2 ml blodprøve blive taget lige før påbegyndelse af 4 ugers MDCF-interventionen, og ligesom den 4-ugers lange intervention er afsluttet.

Målrettet ultraperformance væskekromatografi-massespektrometri (UPLC-MS) og gaskromatografi-massespektrometri (GC-MS) vil blive brugt til at profilere analytter af specifik interesse i plasma- og/eller fækale prøver, herunder galdesyrer og kortkædede fedtsyrer (SCFA'er) ); markører for mitokondriel funktion (f.eks. β-hydroxybutyrat, acylcarnitiner/acylCoAs, TCA-cyklusmellemprodukter); aminosyrer i serum plus fækale prøver [grenkædede aminosyrer, tryptophan- og tryptophanmetabolitter relateret til vækst og inflammatorisk status, herunder dem, der produceres af bakteriel tryptofanmetabolisme (f. indoleddikesyrederivater)].

Derudover nøglemediatorer/biomarkører for lineær vækst (f.eks. væksthormon og IGF-1), energiudnyttelse (insulin, leptin) og knoglebiologi [IL-6, osteoprotegerin, det C-terminale peptid af type I kollagen (CTX) , en markør for osteoklastaktivitet/knogleresorption), og det aminoterminale propeptid af Type 1 procollagen (P1NP, en markør for osteoblastaktivitet/knogledannelse)], og systemisk inflammation (CRP, AGP) vil blive kvantificeret ved hjælp af etableret ELISA/ Luminex analyser.

De indsamlede oplysninger vil blive brugt til at udvælge humane fækale prøver til transplantation til kimfrie dyr; disse dyr, som vil blive fodret med diæter fra deres menneskelige mikrobiotadonorer, vil blive brugt til yderligere at karakterisere de mekanismer, der forbinder MDCF-prototyper, tarmmikrobiotaen og værtens fysiologi/metabolisme. Derudover vil disse plasma- og fækale biomarkører blive brugt til at bestemme, hvilke funktioner i vores prækliniske modeller er bedst korreleret med responser hos børn; denne viden vil hjælpe med at informere designet af næste generation af MDCF-prototyper med overlegen effektivitet på vækstresultater.

Beregning af prøvestørrelse:

Det primære resultat af denne undersøgelse vil være ændringen i Microbiota-for-Age Z (ΔMAZ) score efter 4 ugers intervention. Vores tidligere arbejde5 viste, at den gennemsnitlige MAZ for 18 måneder gamle børn med MAM var -1,60+ 0,36 (SEM), mens den gennemsnitlige MAZ for aldersmatchede raske børn var -0,52+0,22, med en forskel mellem middelværdier på 1,08+0,41. Brug af R's power.t.test-funktion til en parret t-test (dvs. parring af prøver fra et barn før og efter intervention), med og antaget SD på 1 og en ensidig hypotese, vil 15 børn i hver arm gøre os i stand til at fange en forbedring i MAZ på >0,7 med 80 % power og en signifikansgrænse på 0,05. Efterforskere forventer derfor at være tilstrækkeligt drevne til med sikkerhed at opdage en ændring i MAZ af den størrelsesorden, der adskilte mikrobiotaen hos raske børn fra mikrobiotaen hos børn med MAM i vores tidligere undersøgelse

Dataanalyse :

Dataanalyse vil blive udført med den samme tilgang, der blev brugt til at beregne mikrobiota-modenhed og anvendelsen af ​​disse værktøjer i et tidligere RUTF-interventionsstudie, der behandlede børn med SAM ved icddr,b5.

Det primære resultatmål i hver undersøgelse er den gennemsnitlige behandlingsinducerede ændring i MAZ-score fra baseline for hver arm i undersøgelsen. Forskelle (95 % CI) mellem behandlingsarmene vil blive vurderet ved hjælp af envejs ANOVA efterfulgt af Tukeys HSD eller lignende post hoc test (hvis det er relevant). MDCF-prototypen med den største gennemsnitlige effektstørrelse i disse præ-POC-studier og acceptable organoleptiske egenskaber vil blive udvalgt til det efterfølgende POC-kliniske forsøg for at undersøge kliniske resultater hos børn med post-SAM MAM.