Wirkung von Probiotika auf die Funktionen des zentralen Nervensystems beim Menschen

Das Verständnis der neuronalen Mechanismen, die der Erfahrung von sozialem Stress zugrunde liegen, kann dazu beitragen, die Entwicklung von IBS zu verhindern und Menschen dabei zu helfen, ihre psychische Gesundheit zu erhalten. Soziale Not wurde mit dem Cyberball-Paradigma bei sich entwickelnden Gleichaltrigen und Kindern mit Autismus-Spektrum-Störungen, Menschen mit sozialer Angststörung und mit Borderline-Persönlichkeitsstörung untersucht. Diese Studien lieferten den Forschern den klinischen Beweis und die Gültigkeit des Paradigmas bei Patienten. Hier werden die Forscher die neuronale Reaktion gesunder Freiwilliger auf akuten Stress untersuchen, der durch das Cyberball-Spiel ausgelöst wird, und ob eine akute Intervention mit Probiotika für 4 Wochen die Stressreaktion lindern kann. Die Studie wird zunächst an gesunden Freiwilligen durchgeführt, deren GM durch das Antibiotikum Rifaximin gestört wird, um IBS-Patienten zu simulieren, um ihre neuronale Reaktion auf die soziale Ausgrenzung zu sehen (Studie 1). Die zweite Studie wird als klinische Studie an gesunden Probanden durchgeführt, um die Wirkung des probiotischen Bifidobacterium longum 1714 zu untersuchen (Studie 2).

Studie 1 & 2 wird ein randomisiertes, doppelblindes Doppel-Dummy-Design sein, bei dem die Teilnehmer das Labor zweimal besuchen (M1, M2): Messung zu Studienbeginn und nach der Intervention. Der Interventionszeitraum dauert 1 Woche in Studie 1 und 4 Wochen in Studie 2.

In Studie 1 nimmt Gruppe 1 Rifaximin für 1 Woche ein, Gruppe 2 nimmt Placebo für 1 Woche ein

In Studie 2 wird Gruppe 1 B.longum 1714 für 4 Wochen einnehmen, Gruppe 2 wird Placebo für 4 Wochen einnehmen

Die Teilnehmer dürfen bestimmte Arten von Lebensmitteln nicht essen. Wie in den Ausschlusskriterien erwähnt, werden die Teilnehmer keine probiotischen/präbiotischen Nahrungsergänzungsmittel oder potenziell immunstärkende Nahrungsergänzungsmittel zu sich nehmen. Die zu vermeidenden Lebensmittel werden auf einer Liste probiotika-/präbiotikahaltiger Lebensmittel zusammengefasst. Außerdem werden die Teilnehmer gebeten, die Nahrung, die sie jeden Tag während der Intervention zu sich nehmen, durch Fotografieren aufzuzeichnen. Nährwertinformationen über die von den Teilnehmern verzehrten Lebensmittel werden mithilfe eines Online-Tools http://nutritiondata.self.com/ analysiert.

Vor dem Interventionszeitraum muss jeder Teilnehmer Fragebögen ausfüllen, darunter einen demografischen Fragebogen, den Patient Health Questionnaire (PHQ) und die Hospital Anxiety and Depression Scale (HADS). Das PHQ dient zum Ausschluss gesunder Teilnehmer, die an psychiatrischen Störungen leiden, und zur weiteren Analyse. Das HADS, das ebenfalls nach jeder Interventionsphase abgeschlossen wird, zielt darauf ab, die Wirkung des Probiotikums auf das Angst- und Depressionsniveau bei gesunden Teilnehmern und insbesondere bei IBS-Patienten zu untersuchen. Außerdem erhalten die Teilnehmer täglich einen Online-Fragebogen per E-Mail, einschließlich der Positive Affect- und Negative Affect-Skalen sowie Fragen zu ihrem Stresslevel, dem Konsum der Studienkapseln, den Schlafstunden, den IBS-Symptomen und der Lebensqualität (QoL) (die die letzten beiden sind nur für Patienten) usw. Durch Fragebögen werden die Ermittler Menstruationsinformationen von weiblichen Teilnehmern zur Kontrolle von Confoundern aufzeichnen. Auch Geschlecht und Alter zwischen gesunden und Patientengruppen werden so gut wie möglich abgeglichen, da diese Faktoren einen Einfluss auf die GM-Zusammensetzung und die ZNS-Funktionen haben könnten.

Stuhlproben werden an dem Tag gesammelt, an dem die Teilnehmer zu einem Laborbesuch für Messungen kommen. Die Stuhlprobe sollte möglichst frisch sein, idealerweise am Morgen des Besuchstages. Frische Proben werden zum Zeitpunkt der Entnahme in RNA-Synthese-Stabilisierungspuffer gelagert. Ein zentrifugiertes Kotpellet wird bei -80° gelagert.

Während der Magnetoenzephalographie-Messung, vor dem Cyberball-Spiel, findet eine 5-minütige Ruhezustandssitzung statt. In dieser Sitzung werden die Teilnehmer in Rückenlage untersucht. Die Teilnehmer werden angewiesen, sich so wenig wie möglich zu bewegen und wach zu bleiben, während sie die Augen geschlossen halten. Nach der Aufzeichnung des Ruhezustands beginnt das Cyberball-Spiel. Die Aufgabe des Spiels wird auf einen Bildschirm projiziert und die Teilnehmer werden gebeten, den Bildschirm zu fixieren und ein Antwortfeld zu halten, um sich auf die Aufgabe vorzubereiten. Magnetfelder werden mit einem 275-Kanal-Ganzkopfmagnetometer bei einer Abtastrate von 1200 Hz gemessen. Um die aus der MEG abgeleitete Hirnaktivität auf anatomischen Scans zu überlagern, wird ein hochauflösendes (1 mm, isotrop) T1-gewichtetes strukturelles MR-Bild mit einer MPRAGE-Sequenz mit einem 3-T-MR-Scanner (Universitätsklinikum Tübingen, Tübingen , Deuschland).

7 Teilnehmer werden in jeder experimentellen Gruppe in Studie 1 benötigt, was zu mindestens 14 in Studie 1 führt. 20 Teilnehmer werden in jeder experimentellen Gruppe in Studie 2 benötigt, was zu mindestens 40 in Studie 2 führt organisiert vom Zentrum MEG unter der Leitung von Prof. Dr. Christoph Braun. Die Studie wird an schwarzen Tafeln im Universitätsklinikum Tübingen und auf dem Campus der Universität bekannt gegeben. Weitere Ankündigungen erfolgen über den Universitätsverteiler und die Lokalzeitung. Jeder Teilnehmer erhält detaillierte Informationen über die Ziele der Untersuchung, die Aufgaben und Messungen. Die Teilnehmerin/der Teilnehmer wird über die Möglichkeit informiert, die Prüfung jederzeit ohne Angabe von Gründen oder Nachteilen für ihre Person abzubrechen. Die Untersuchung wird nur durchgeführt, wenn die schriftliche Zustimmung der Teilnehmer vorliegt.