Modifikation der Darmmikrobiota bei der Behandlung von Insulinresistenz: ein personalisierter Ansatz (TRIEMA)

Das Ziel dieses Projekts ist es, die Möglichkeiten der Darmmikrobiota-Manipulation bei Typ-2-Diabetes (T2D) in Richtung eines vorteilhafteren genetischen und metabolischen Profils zu untersuchen. Diese Studie befasst sich mit mehreren Fragen. Erstens Identifizierung spezifischer Metagenom-/Metabolommerkmale, die für menschliche Kohorten mit unterschiedlichem Risiko für die T2D-Entwicklung charakteristisch sind. Zweitens die Resilienz der Mikrobiota in Verbindung mit einem vorteilhaften metabolischen Phänotyp in einer prodiabetogenen Umgebung und die Möglichkeit, ihr Überleben durch eine präbiotische Behandlung zu unterstützen. Drittens Entwicklung der Methode zur personalisierten Vorhersage der Wirksamkeit einer präbiotischen Behandlung bei T2D-Patienten und Bewertung des Nutzens einer langfristigen präbiotischen Verabreichung in der Subpopulation der Responder. Das Projekt wird in drei Arbeitspaketen realisiert.

AP1: Beobachtungsstudie konzentrierte sich auf die Beschreibung des Darmmikrobioms und -metaboloms bei übergewichtigen Typ-2-Diabetikern, Veganern und übergewichtigen, aber ansonsten gesunden Allesfressern und der Identifizierung von Schlüsselmarkern, die für diese Populationen spezifisch sind.

AP2: Die Studie konzentrierte sich auf die Wechselwirkung von veganer Mikrobiota und prodiabetogener (westlicher Art) Ernährung und auf die Auswirkungen einer präbiotischen Supplementierung bei keimfreien Tieren. Darüber hinaus wird auch die Wirkung der Diät allein und die Wirkung der standardisierten Schaedler-Flora getestet.

AP3: Die Identifizierung von prädiktiven Markern, die auf den Nutzen einer präbiotischen Behandlung im individuellen Kontext hinweisen (T2D-Kohorte) und eine zweite Langzeit-Interventionsstudie am Menschen in der Gruppe der ausgewählten Responder, die auf die Möglichkeit einer therapeutischen Modulation des Darmmikrobioms/Metaboloms abzielt Präbiotika. Nur WP3 unterliegt der Registrierung für klinische Studien.

Im Detail:

AP 3: Identifizierung von T2D-Subpopulationen nach ihrer Anfälligkeit für eine Ballaststoffintervention Fragen:

1. Gibt es verschiedene Subpopulationen innerhalb von T2D-Patienten, die sich in ihrer Fähigkeit unterscheiden, die SCFA-Produktion als Reaktion auf eine präbiotische Supplementierung zu steigern?
2. Ist es möglich, diese Subpopulationen ("Responder" vs. "Non-Responder") durch einen einfachen Interventionstest zu identifizieren?
3. Ist dieses Phänomen mit einer bestimmten Mikrobiota-Zusammensetzung verbunden?
4. Ist es innerhalb der „Responder“-Subpopulation möglich, das fäkale Metabolom/Metagenom durch eine langfristige präbiotische Intervention in Richtung einer vorteilhafteren Zusammensetzung zu manipulieren? Um diese Aufgabe zu erfüllen, wird die Mikrobiomcharakterisierung der T2D-Kohorte in AP1 verwendet.

Das Ziel von WP3 ist es, den Machbarkeitsnachweis zu erbringen, dass eine mit spezifischen Präbiotika angereicherte Ernährung die spezifische (SCFA) Metabolitenproduktion verbessert und dass die positive Wirkung von der bereits bestehenden Zusammensetzung der Mikrobiota abhängt.

Akuter Interventionstest („Inulintest“) Die in die T2D-Kohorte aufgenommenen Teilnehmer werden gebeten, an einem kurzfristigen Interventionstest teilzunehmen. Sie erhalten das Präbiotikum und werden in das Testverfahren eingewiesen.

Schritt 1: Probe des Stuhls ("Probe 1"); Schritt 2: Nehmen Sie die Dosis (20 g) Inulin ein; Schritt 3: Während der folgenden drei Tage bei jedem Stuhlgang Kotproben entnehmen. Die Proben werden mittels NMR und Massenspektrometrie unter besonderer Berücksichtigung des SCFA-Gehalts analysiert.

Primäre Anzeige: Das Ausmaß der Erhöhung des SCFA-Gehalts nach der präbiotischen Bolusverabreichung.

Sekundäre Anzeige: Der potenzielle Zusammenhang zwischen der Reaktion auf einen präbiotischen Bolus und der Zusammensetzung der Mikrobiota.

Langzeit-Interventionsstudie Basierend auf den Ergebnissen des akuten Inulin-Interventionstests werden die Untergruppen der am stärksten ausgeprägten „Responder“ und „Non-Responder“ ausgewählt (definiert als beide äußersten Tertile der Gruppe, es werden mindestens 10 Probanden erwartet eingeschrieben pro Untergruppe). Die Teilnehmer beider Untergruppen werden gebeten, an einer dreimonatigen Interventionsstudie teilzunehmen, in der ihnen täglich 10 g Inulin-Präbiotikum (FAN s.r.o., Tišice 225, 27715 Tišice) verabreicht werden. Vor und am Ende des Interventionszeitraums werden die Teilnehmer einer metabolischen Charakterisierung, indirekten Kalorimetrie und Beurteilung der Darmpermeabilität unterzogen. Kotproben werden vor der Studie und dann nach jedem Monat für die 16S-rRNA-Sequenzierung, NMR-Spektroskopie und Massenspektrometrie gesammelt.

Primäre Anzeige:

Darmmikrobiom und Kot-, Urin- und Plasma-Metabolom-Zusammensetzung von Kot

Sekundäranzeigen:

1. Stoffwechseleigenschaften: Basalbluttests (Glukose, Lipidprofil, NEFA, Insulin, C-Peptid); zweistufige hyperinsulinämische euglykämische Klemme; indirekte Kalorimetrie mit Energieverbrauch und respiratorischem Quotienten
2. Darmpermeabilitätsmarker: Serumgehalt von bakteriellem Endotoxin, D-Laktat, Endotoxin-Core-Antikörper, iFABP und Citrullin.

Erwartetes Ergebnis: Validierung eines kurzen präbiotischen Interventionstests als Instrument zur Vorhersage der Effizienz und des Nutzens einer langfristigen präbiotischen Supplementierung; Bewertung des Nutzens einer langfristigen präbiotischen Supplementierung in der T2D-"Responder"-Untergruppe.