Personalisierte Ernährungsberatung zur Optimierung von Ernährungsgewohnheiten und Stoffwechsellage (PREVENTOMICS)

Heutzutage gilt die Ernährung als einer der wichtigsten Faktoren bei der Entstehung nichtübertragbarer Krankheiten. Daher sind Ernährung und Ernährungsgewohnheiten ein unschätzbares Instrument zur Vorbeugung von Krankheiten. Unter diesen Ernährungsgewohnheiten gilt die mediterrane Ernährung heute als eines der besten Modelle für Ernährungsgewohnheiten, die Schutz vor chronischen Krankheiten bieten und sich positiv auf die Lebensqualität auswirken.

Aufgrund der Möglichkeit, die Ernährung an die tatsächlichen Bedürfnisse des Menschen anzupassen und die Funktion des Organismus zu optimieren, ist in den letzten Jahren die Erwartung an eine präzise Ernährung über die personalisierte Ernährung hinaus gestiegen. Derzeit richtet sich die Ernährungspräzision im Kontext der Allgemeinbevölkerung hauptsächlich an heterogene Bevölkerungsgruppen, abhängig von Variablen wie Alter, Geschlecht oder körperlicher Verfassung ua. Über diesen Ansatz hinaus basiert eine genauere Personalisierungsstrategie auf der Anpassung einiger Komponenten der Ernährung an das genetische Profil des Subjekts unter Berücksichtigung einer begrenzten Anzahl phänotypischer Merkmale.

Einige Autoren haben vorgeschlagen, dass ein breites Spektrum chronischer nicht übertragbarer Krankheiten mit hoher Prävalenz in unserer Gesellschaft einen multifaktoriellen Ursprung hat, der das Ergebnis einer anhaltenden Dysregulation einiger physiologischer Prozesse ist, wie z. B. metabolischer Stress, oxidativer Stress, chronischer systemischer Low-Grade Entzündungen oder psychische Belastungen u.a. Da die meisten dieser Prozesse durch die Ernährung moduliert werden können, könnte ihre Optimierung durch ernährungsphysiologische Interventionen einen unschätzbaren Ansatz zur Prävention von Krankheiten darstellen. Dennoch ist eine vollständige Charakterisierung dieser physiologischen Prozesse erforderlich, um ihren wirklichen Zustand bei Individuen zu kennen und bei Bedarf eine angemessene Intervention zu ihrer Wiederherstellung durchführen zu können. Derzeit bieten -omics-Technologien die notwendigen Werkzeuge für eine genaue Beurteilung des Zustands dieser physiologischen Prozesse.

In diesem Zusammenhang wird das vom Europäischen Forschungs- und Innovationsprogramm H2020 finanzierte PREVENTOMICS-Projekt (Call H2020-SFS-2018-2020; DT-SFS-14-2018; Projekttitel: Empowering Consumers to PREVENT diät-related disease through OMICS sciences) und mit ein Konsortium verschiedener Unternehmen und öffentlicher Einrichtungen, einschließlich EURECAT, zielt darauf ab, die wichtigsten Stoffwechselprozesse zu bewerten, deren Fehlregulation zum Ausbruch von Krankheiten führt, und die individuelle Stoffwechselsignatur mit genetischen, biologischen, ernährungsphysiologischen und psychologischen Aspekten durch Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) zu integrieren ) zur Bereitstellung präventiver personalisierter Ernährungstools, um frühzeitige Abweichungen zu korrigieren.

Das Hauptkonzept hinter dem PREVENTOMICS-Projekt besteht darin, personalisierte Empfehlungen auf der Grundlage einer mehrstufigen Klassifizierung bereitzustellen, nachdem die verschiedenen Benutzer nach ihren Ernährungsgewohnheiten und -präferenzen, ihrem Grad an körperlicher Aktivität, Einkaufspräferenzen, möglichen Allergien und phänotypischen (d. h. metabolomik- und proteomikbasierter multivariater Ansatz) und Genotypcharakterisierung.

Um das Hauptziel zu erreichen, hat das PREVENTOMICs-Projektkonsortium eine personalisierte Ernährungsstrategie entwickelt, die auf einem Empfehlungssystem basiert, um eine personalisierte Ernährung bereitzustellen, die auf den tatsächlichen Status des Probanden zugeschnitten ist.

Dazu wurden die in PREVENTOMICS betrachteten physiologischen Prozesse nach ihrer Relevanz für Gesundheit und Krankheit, dem Ernährungszustand und damit ihrer Fähigkeit, durch Ernährungseingriffe moduliert zu werden, ausgewählt.

Diese Prozesse sind: 1) oxidativer Stress; 2) systemische Entzündung; 3) Kohlenhydratstoffwechsel; 4) Fettstoffwechsel; 5) Mikrobiota-Status durch die Messung von Mikrobiota-erzeugten Metaboliten.

Um den Status dieser physiologischen Prozesse zu definieren, werden klassisch akzeptierte Biomarker bestimmt, die bereits in klinischen Bewertungs- und Interventionsstudien verwendet werden, darunter Bluttriglyceride, Cholesterin, C-reaktives Protein, Glukose oder Isoprostane im Urin. Darüber hinaus kombiniert das in PREVENTOMICS entwickelte Empfehlungssystem diese Messungen mit anderen ausreichend gut charakterisierten Biomarkern als Surrogate zur Untersuchung bestimmter Stoffwechselvorgänge.

Mit den oben genannten Informationen integriert das PREVENTOMICS-Recommender-System auch ein Panel von Einzelnukleotid-Polymorphismen (SNPs).

Außerdem zeigt die Verhaltensforschung deutlich, dass die Bereitstellung von Wissen und Beratung als Mittel zur Unterstützung von Menschen bei der Änderung ihres Lebensstils nicht unbedingt zu der gewünschten Verhaltensänderung führt. Um nachhaltige und langfristige Änderungen des Lebensstils zu erreichen, müssen die Menschen daher dazu veranlasst werden, sich auf neue Weise zu verhalten, die nicht auf ihrer Willenskraft oder ihrem bewussten Denken beruhen.

Daher sammelt das Empfehlungssystem anonym Daten zu analysierten Biomarkern, Gewohnheiten, psychischem Wohlbefinden, kognitiver Gesundheit, sozialer Inklusion und Verhaltensweisen und übersetzt diese mithilfe von Verhaltensänderungsalgorithmen zusammen mit digitaler Bereitstellung in eine Reihe von personalisierten, zielorientierten, freundlichen, und erreichbare Aktionen, die dem Benutzer vorgeschlagen werden.

Um die Projektziele von PREVENTOMICS zu erreichen, wurde daher ein Konsortium aus 19 Partnern gegründet, darunter:

1. 4 kleine mittelständische Unternehmen (Alimentomica, Carinsa, Do Something Different und Practico);
2. 9 Forschungseinrichtungen (Eurecat, University of Parma, University of Southampton-Southampton General Hospital, Institute of Communication and Computer Systems, Maastrich University, Wageningen University, Leitat, Jagiellonian University Medical College);
3. 3 Unternehmen mit Verwertungsinteressen (SimpleFeast, Meteda und Aldi)
4. Ein Verbraucherverband OCU;
5. Eine Normungsorganisation, UNE;
6. Osteoarthritis Foundation International – OAFI.

Das Hauptergebnis des PREVENTOMICS-Projekts war ein neuartiges Empfehlungssystem, das in einer Vielzahl von Anwendungen oder Geschäftsmodellen eingesetzt werden kann. Innerhalb des PREVENTOMIC-Projekts werden drei verschiedene Anwendungen des Systems evaluiert:

1. Personalisierung von Wochenmenüs, die nach Hause geliefert werden (Catering).
2. Anpassung professioneller Tools für Ernährungswissenschaftler und Diätassistenten (fortgeschrittene Tools für Gesundheitsfachkräfte).
3. Personalisiertes Einkaufserlebnis im Supermarkt (Einzelhandel).

Im PREVENTOMICS-Projekt konzentriert sich das UTNS von Eurecat in Reus zusammen mit ALDI-Supermärkten auf ein personalisiertes Einkaufserlebnis und wird die Studie mit klinisch gesunden Erwachsenen und unter Verwendung einer speziellen ALDI-Mikrowebsite zur Bewertung von Antrag Nummer 3 durchführen.

Die ALDI-Microsite verwendet die vom Empfehlungssystem generierten personalisierten Empfehlungen, um jedem Benutzer die am besten geeigneten ernährungsbasierten Ernährungs- und Verhaltensänderungsempfehlungen gemäß den individuellen Bedürfnissen, dem Lebensstil und den Vorlieben des Einzelnen zu geben und das Einkaufserlebnis im ALDI-Online-Supermarkt zu personalisieren.

Wichtig ist, dass trotz der vorgeschlagenen Verwendung eines solchen Workflows eine Demonstration des personalisierten Online-Einkaufs sein könnte, das in Reus durchgeführte Pilotprojekt den Handel nicht unterstützt. Daher werden Benutzer die ALDI-Microsite verwenden, um eine Einkaufsliste zu erstellen, die durch einen personalisierten ALDI-Katalog navigiert, aber es steht ihnen frei, bei jedem anderen Einzelhändler als ALDI einzukaufen.

Die Verbesserung der Ernährungsgewohnheiten basiert auf der Einhaltung der Mittelmeerdiät als Referenz, da diese Diät als ein Goldstandard anerkannt ist.

Die Hypothese der vorliegenden Studie ist, dass die Bereitstellung von Hilfsmitteln für Verbraucher, die Ernährungsempfehlungen an den Stoffwechselzustand, den Lebensstil und die Lebensmittelpräferenzen des Einzelnen anpassen, durch die Nutzung des in PREVENTOMICS entwickelten Empfehlungssystems mit oder ohne Anwendung von Verhaltensänderungsprogrammen günstig und fördern wird nachhaltige Änderungen des persönlichen Ernährungsverhaltens und der Lebensmittelauswahl im Supermarkt, Förderung der mediterranen Ernährung und positive Auswirkungen auf den Gesundheitszustand des Einzelnen.

Das Hauptziel der vorliegenden Studie ist es, die Solidität der vom Empfehlungssystem generierten personalisierten Ernährungsberatung und ihre Kombination mit einer Intervention zur Verhaltensänderung zu bewerten, um die Ernährungsgewohnheiten von Einzelpersonen im Vergleich zu Standard- und allgemeinen Ernährungsberatungen zu verbessern, gemessen an der Einhaltung der Mediterrane Ernährung und Lieferung über eine Händler-Website (ALDI Microsite).

Die sekundären Ziele sind die Bewertung der Auswirkungen der Nutzung der von PREVENTOMICS über eine Händler-Website bereitgestellten personalisierten Ernährungsberatung auf:

• Anthropometrische Messungen.
• Blutdruck.
• Stoffwechselprofil.

Nach dem Auswahlbesuch (V0) geben die 180 Teilnehmer beim ersten Besuch (V1) Urin-, Stuhl- und Speichelproben ab und füllen mit Hilfe verschiedener Fragebögen (Lebensqualität, Verhalten, Häufigkeit der Nahrungsaufnahme und körperliche Aktivität) aus von Ernährungswissenschaftlern. Darüber hinaus werden die Teilnehmer nach dem Zufallsprinzip in drei Gruppen von 60 Teilnehmern eingeteilt, da sie Folgendes erhalten: 1) personalisierte Ernährungsberatung; 2) personalisierte Ernährungs- und Verhaltensänderungsberatung; oder 3) allgemeine, nicht personalisierte Ernährungsberatung. Mit den beim ersten Besuch bereitgestellten Proben wird eine vollständige Analyse des metabolischen und genetischen Status jedes Teilnehmers durchgeführt, die dazu verwendet wird, dass der Teilnehmer nach etwa einem Monat beginnt, die digitale Umgebung zu nutzen, um seine Einkaufsliste zu erstellen . Die Benutzer folgen den Ernährungsratschlägen, die ihnen gemäß der zugewiesenen Gruppe und durch das PREVENTOMICS-System für 4 Monate entsprechen. Nach 4 Monaten machen die Teilnehmer den letzten Studienbesuch (V2), wo sie den gleichen Prozess wiederholen, der für den ersten Besuch beschrieben wurde, um die Auswirkungen der Intervention zu bewerten.

Während der Studie werden 3 Besuche durchgeführt:

• Ein Auswahlbesuch (V0; Woche 1) zur Überprüfung der Ein-/Ausschlusskriterien in die Studie und Bereitstellung des notwendigen Materials zur Entnahme von Stuhl- und Urinproben sowie eines dreitägigen Ernährungsprotokolls.
• Ein Besuch zu Beginn der Studie (V1; Woche 2), bei dem der Teilnehmer die biologischen Proben mitbringt, die Fragebögen und das dreitägige Ernährungsprotokoll ausfüllt, eine Blutabnahme und eine Speichelprobe erhält und in eine der folgenden eingeschlossen wird die drei Lerngruppen.
• Ein Besuch zum Abschluss der Studie (V2; Woche 25), bei dem der Teilnehmer die biologischen Proben mitbringt, Blut abgenommen wird und die Fragebögen und das dreitägige Ernährungsprotokoll ausfüllt.

Monatlich, mit Ausnahme des letzten Monats der Studie, wird der Teilnehmer telefonisch nachverfolgt. Im letzten Fall wird es einen persönlichen Folgebesuch geben, um den Freiwilligen die Materialien für die Entnahme biologischer Proben und die dreitägige Ernährungsaufzeichnung für den V2-Besuch zu geben. Darüber hinaus erhalten die Teilnehmer telefonisch und per E-Mail eine persönliche Unterstützung bei Fragen oder Problemen, die während der Studie auftreten können.