Fiberintervention på tarmmikrobiota hos børn med Prader-Willi syndrom

Baggrund: Prader-Willi syndrom (PWS) er den mest almindelige syndromiske årsag til fedme. Personer med PWS oplever karakteristisk overdreven vægtøgning og alvorlig hyperfagi med madkompulsivitet i den tidlige barndom, hvilket ofte fører til udvikling af fedme og metaboliske komplikationer. Patogenesen af ​​hyperfagi og progressiv vægtøgning i PWS er ​​langt fra at blive forstået, og der udvikles derfor stadig effektive indgreb. Nye beviser indikerer et vigtigt ætiologisk bidrag fra dysbiotisk tarmmikrobiota til hyperfagi, fedme og metaboliske abnormiteter forbundet med PWS, hvilket implicerer et potentielt effektivt mål for appetitkontrol og lindring af fedme i PWS. Det terapeutiske potentiale ved at manipulere tarmmikrobiota gennem kosten er næppe blevet vurderet i PWS; der er i høj grad behov for mere omfattende evalueringer.

Specifikke mål: 1) at vurdere virkningerne af en 3-ugers kostfiberintervention på tarmmikrobiota, hyperfagi og metabolisk profil hos børn med PWS; 2) at bestemme, om ændringer i tarmens mikrobielle sammensætning og funktion korrelerer med ændringer i graden af ​​hyperfagi, stofskiftehormoner, insulinfølsomhed, inflammatoriske markører og metabolitter involveret i kardiometaboliske sygdomme.

Metodisk tilgang: I et tværsnitsdesign vil 20 børn med PWS i alderen 5 til 17 år blive rekrutteret fra Stollery Children's Hospital, Edmonton. Berettigede deltagere vil have normale værdier af frit thyroxin og skjoldbruskkirtelstimulerende hormon (enten endogent eller med thyroxinerstatning) samt stabil kropsvægt og væksthormondosis. Børn med anden klinisk signifikant sygdom (diabetes mellitus, kronisk inflammatorisk tarmsygdom, kronisk alvorlig lever- eller nyresygdom) eller nylig brug af medicin, der vides at påvirke kropsvægt og tarmmikrobiota (undersøgelsesmedicin, antibiotika, præbiotiske og/eller probiotiske kosttilskud) vil blive udelukket. Deltagerne vil blive tilfældigt tildelt til at indtage enten 35 g supplerende fiberblanding/d (oligofructose, resistent maltodextrin, akaciegummi, hele fødevarer og resistent stivelse type II) eller en ækvikalorisk dosis af en 17,6 g maltodextrin placebo/d (GLOBE® Plus 10 DE Maltodextrin 100200; Ingrediens) i 3 uger. Dette vil blive efterfulgt af en 4-ugers udvaskningsperiode og en alternativ behandling i yderligere 3 uger. Fækale prøver vil blive indsamlet for at analysere tarmmikrobiotasammensætning (ved hjælp af 16S ribosomal ribonukleinsyre [rRNA] tag-sekvensering) og funktion (metabolitter produceret af mikrobiota: SCFA'er og galdesyrer). Mikrobiotasammensætning vil blive karakteriseret på phylum til slægtsniveau, og sekvenser vil blive grupperet til operationelle taksonomiske enheder for at beregne alfa-diversitet (ved Shannon-indeks). Fastende blodprøver vil blive brugt til at måle appetitrelaterede hormoner og metaboliske og inflammatoriske markører. Et valideret PWS-specifikt hyperfagi-spørgeskema vil blive brugt til at vurdere deltagernes fødevarerelaterede adfærd. En 3-dages kostjournal inklusive spørgsmål om fysisk aktivitet vil blive administreret til vurdering af makro- og mikronæringsstofindtag og kostkvalitet samt fysisk aktivitetsniveau for deltagerne. Derudover vil der blive indhentet antropometriske data (kropsvægt, højde og taljeomkreds [WC]) for at spore ændringer.

Udfald: 1) Primært resultat: Ændring i hyperfagi-score; 2) Sekundære resultater: Ændringer i: a. Fækal mikrobiel sammensætning og funktion; b. Hormoner (acyleret ghrelin, PYY, GLP-1, adiponectin og leptin; c. Metaboliske og inflammatoriske markører (glucose, insulin, lipider, AST, ALT, hs-CRP); d. Metabolomisk profil (aminosyrer, forgrenede ketosyrer, acylcarnitiner, ceramider, TMAO, cholin og betain); og e. kropsvægt, højde og toilet.

Leverancer: 1) gennemførligheden af ​​at bruge en fiberintervention til at reducere hyperfagi og forbedre metabolisme og inflammation via gavnlige ændringer i mikrobiotaen hos børn med PWS; 2) den særlige mikrobielle sammensætning og funktionelle profiler forbundet med metabolisk forbedring og/eller vægttab kan hjælpe med den fremtidige udvikling af mikrobielt målrettede præbiotiske terapier. Resultater fra denne undersøgelse vil blive brugt til at vejlede udformningen af ​​effektive behandlingsstrategier til at reducere hyperfagi og forbedre metabolisk sundhed hos børn med PWS.