Tarm-hjerne-akse: Mål for forbedring af kognition hos ældre (SmartAge)

Emner og metoder:

Longitudinelle undersøgelse:

Patienter med T2DM, der tidligere var planlagt til Service of Endocrinology, Diabetes and Nutrition (UDEN) på Hospitalet "Dr. Josep Trueta" fra Girona (Spanien) vil blive rekrutteret og studeret.

GRUPPE A

Denne undersøgelse består af en indledende fase, hvor patienten som eneste behandling vil blive underkastet en balanceret kost med et energiindtag, beregnet individuelt efter om han/hun er normalvægtig (25 Kcal x Kg) eller overvægtig (20 Kcal x kg vægt).

Efter denne indledende fase vil patienter, udover at fortsætte med den afbalancerede diætbehandling, starte behandling med metformin administreret oralt med en startdosis på 425 mg/d hver 12. time i løbet af de første 15 dage og derefter fortsætte med doser på 850 mg/d. indtil studiets afslutning.

En glykæmisensor vil blive indsat i ti dage, samt en aktivitets- og søvnsporingsenhed (Fitbit) til at registrere fysisk aktivitet i denne periode. Interstitielle subkutane glukosekoncentrationer vil blive overvåget ambulant i en periode på 10 på hinanden følgende dage ved hjælp af en glukosesensor valideret af FDA (Dexcom G6 ®). Sensoren vil blive indsat på dag 0, og den vil trække sig tilbage på dag 10 midt formiddag.

Denne proces vil blive gentaget 10 dage før påbegyndelse af behandlingen med Metformin og 10 dage før afslutningen af ​​den 6 måneder lange undersøgelsesfase med metformin. I løbet af undersøgelsen vil der blive aflagt 6 besøg, og hver patient vil blive indsat med i alt 3 glykæmisensorer og 3 fysiske aktivitetsmonitorer. Sammenfattende vil glykæmisensoren og overvågning af fysisk aktivitet blive startet ved besøg 1, 3, 5 og vil blive fjernet ved besøg 2,4,6.

Besøg 1 (dag 1): Fysisk undersøgelse, Ernæringsundersøgelse, Bioimpedans, Densitometri, CGM og Aktivitets- og søvnsporingsenhed. Samtykkeformular

Besøg 2 (dag 10): Prøve: blod, urin og afføring. Diæt, Neuropsykologisk test, CGM-abstinenser, Aktivitets- og søvntracker-enhedsabstinens, MR.

Besøg 3 (dag 170): Fysisk undersøgelse, Ernæringsundersøgelse, Bioimpedans, CGM og Aktivitets- og søvnsporingsenhed

Besøg 4 (dag 180): Prøve: blod, urin og afføring. Kostopfølgning, Neuropsykologisk test, CGM-abstinenser og Aktivitets- og søvntracker-enhedsabstinenser. Start af metforminbehandling.

Besøg 5 (dag 350): Fysisk undersøgelse, Ernæringsundersøgelse, Bioimpedans, CGM og Aktivitets- og søvnsporingsenhed.

Besøg 6 (dag 360): Prøve: blod, urin og afføring. Kostopfølgning, Neuropsykologisk test, CGM-abstinenser og Aktivitets- og søvntracker-enhedsabstinenser. Metformin abstinenser.

GRUPPE B:

I løbet af undersøgelsen vil der blive aflagt 5 besøg for denne gruppe:

Besøg 1 (dag 1): Fysisk undersøgelse, Ernæringsundersøgelse, Bioimpedans, Densitometri og Aktivitets- og søvnsporingsenhed. Samtykkeformular.

Besøg 2 (dag 10): Prøve: blod, urin og afføring. Diæt, neuropsykologisk test og tilbagetrækning af aktivitets- og søvntracker.

Besøg 3 (dag 180): Diætopfølgning.

Besøg 4 (dag 350): Fysisk undersøgelse, Ernæringsundersøgelse, Bioimpedans og Aktivitets- og søvnsporingsenhed.

Besøg 5 (dag 360): Prøve: blod, urin og afføring. Kostopfølgning, Neuropsykologisk test og Aktivitets- og søvntracker-enhedsafvænning.

DATAINDSAMLING AF EMNER LANGE STUDIER:

1. Subsidiære data: Alder, køn og fødselsdato.

2. Kliniske variabler:

   • Vægt
   • højde,
   • BMI
   • talje- og hofteomkreds
   • talje-til-hofte-forhold
   • blodtryk (systolisk og diastolisk)
   • fedtmasse og fedtfri masse (bioelektrisk impedans og DEXA)
   • rygestatus
   • alkoholindtag
   • register over sædvanlige lægemidler
   • personlig historie med blodtransfusion og/eller donation
   • registrering af familiehistorie med fedme, kardiovaskulære hændelser og diabetes
   • psykiatrisk og spiseforstyrrelseshistorie.

3. Laboratorievariabler: 15 cc blod vil blive ekstraheret fra fastende forsøgspersoner for at bestemme følgende variabler ved brug af de sædvanlige rutineteknikker i det kliniske laboratorium:

   • hæmogram
   • glukose
   • bilirubin
   • aspartat aminotransferase (AST/GOT)
   • alanin aminotransferase (ALT/GPT)
   • gamma-glutamyl transpeptidase (GGT)
   • urinstof
   • kreatinin
   • urinsyre
   • samlede proteiner,
   • albumin
   • total kolesterol | HDL-kolesterol | LDL kolesterol
   • triglycerider,
   • glykeret hæmoglobin (HbA1c)
   • ferritin | opløselig transferrinreceptor
   • ultrafølsomt C-reaktivt protein
   • erytrocytsedimentationshastighed
   • lipopolysaccharid bindende protein
   • fri thyroxin (fri T4) | thyreoideastimulerende hormon (TSH) | baseline cortisol-plasma insulin
   • betændelsesmarkører | interleukin 6 (IL-6). Yderligere 15 cc blod (plasma-EDTA) vil blive ekstraheret til yderligere analyser.

4. Indsamling af afføringsprøver: En afføringsprøve vil blive givet fra hver patient. Prøven skal indsamles hjemme eller på hospitalet, sendes til laboratoriet inden for 4 timer efter indsamlingen, fragmenteres og opbevares ved -80ºC.

   - Analyse af tarmmikrobiota i afføring:

   • Bestemmelse af bakteriel DNA og mRNA og undersøgelse af det LBP bindende protein i blod til påvisning af bakteriel translokation. LBP-bindende protein i blod til påvisning af bakteriel translokation. Hiseq og Nextseq teknologi (qPCR og proteinanalyse (WB, ELISA), OMICS (RNAseq, 16S, Metabolomics, Metagenomics).
   • Inflammatoriske og immunologiske markører vil blive bestemt ved hjælp af ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) og immunhistokemi (IHC) udstyr og kvantitativ real-time PCR validering. For qPCR vil total RNA blive isoleret fra forskellige væv og vil transskribere til cDNA.
   • Bestemmelse af metabolisk profil og metabolitanalyse.
5. Tarmbarrierefunktion: Eksponering for en lactulose:mannitol-test før/efter operation. Plasmaprøver vil blive brugt til at måle intestinale permeabilitetsmarkører: bakterielt endotoksin, sCD14, LBP, ZO-1 og I-FABP.
6. Indsamling af urinprøver: Nødvendig for at bestemme ændringer i de metaboliske veje, der er involveret i tryptofanmetabolisme, og for at bestemme tarmmikrobiotaens rolle i disse metaboliske ændringer.
7. MR: De nødvendige sekvenser vil blive erhvervet til beregningen af ​​BrainAGE biomarkøren og karakteriseringen af ​​netværkene involveret i kognitive funktioner. Til anskaffelsen vil der blive brugt en 1,5 T scanner (Ingenia; Philips Medical Systems) 1,5 T scanner (Ingenia; Philips Medical Systems) vil blive brugt til anskaffelsen. Først vil recovery-inversion sekvens (T2-FLAIR) blive brugt til at udelukke forsøgspersoner med allerede eksisterende hjernelæsioner. Efterfølgende vil strukturelle sekvenser blive erhvervet sekvenser vil derefter blive erhvervet for at måle integriteten af ​​cerebral grå substans (T1-vægtet), områder af vægtet), af de hvide stof områder (DTI), jernakkumulering (R2*) og (R2) *), og funktionelle sekvenser i hviletilstand (T2*-vægtet ekko-plan billeddannelse, EPI).
8. Neuropsykologisk undersøgelse: Forskellige kognitionsdomæner vil blive udforsket: hukommelse (Test aprendizaje verbal-TAVEC, Rey-Osterrieth Complex Figure) opmærksomhed og eksekutiv funktion (WAIS-IV, Trail making test (Del A og B), Stroop test). Derudover vil kognitiv svækkelse blive evalueret med Lobos mini-kognitive eksamen. Disse tests vil være nyttige til at definere ændringerne i den kognitive profil, der er forbundet med den farmakologiske intervention med metformin.

Oplysningerne vil forblive registreret i en notesbog og vil blive computeriseret i undersøgelsens database.

STATISKE METODER:

Prøvestørrelse: Da dette er tænkt som en pilotundersøgelse, kræves der ingen formel beregning af stikprøvestørrelse. En generel regel er at rekruttere 30 eller flere patienter til at estimere en parameter og 15-20 deltagere per gruppe for at opnå rimelige estimater for mellemstore til store effektstørrelser.

Statistiske analyser: Den vil være baseret på en beskrivende analyse (middelværdi, standardafvigelse, stikprøvestørrelse, median, minimum og maksimum) af de kvantitative parametre og angivelse af hyppigheden af ​​de resterende kategoriske parametre. Sammenligninger mellem grupper vil være baseret på en t-test med parvise prøver eller en chi-kvadrat-test. Resultaterne af disse analyser kan være nyttige til at vurdere, om der er behov for yderligere analyser for at justere for mulig ubalance i patienternes baseline-karakteristika.

Ændringerne i sammensætningen af ​​tarmmikrobiotaen efter interventionen med metformin vil blive analyseret ved hjælp af Heatmaps, Principal Component Analysis (PCA) og PLSDA. Til den multivariate statistiske analyse (PLSDA og hierarkisk clustering). Variablerne, der omfatter karakteristikaene for tarmmikrobiotaen og kognitive tests, vil blive logaritmisk transformeret, filtreret med interkvartil-intervallestimering og forskudt ved autoskalaberegning (gennemsnit og divideret med standardafvigelsen for hver variabel) ved at bruge Metaboanalytiker-platformen.

Ændringerne bestemt i tarmmikrobiotaen og kognitionsvariabler vil blive udforsket i forhold til ændringerne i de sekundære variabler (metabolisk, metabolom, inflammationsparametre) ved lineær regressionsanalyse i SPSS. Hjernebilledvariabler vil blive analyseret med specialiserede programmer (MATLAB, SPM12).