Die Rolle der traditionellen oder westlichen Ernährung im TBC1D4-Gen auf die Glukosehomöostase bei grönländischen Inuit

Das übergeordnete Ziel der Studie ist es zu untersuchen, ob eine traditionelle Meeresernährung mit hohem Fettgehalt und wenig Kohlenhydraten im Vergleich zu einer verwestlichten Ernährung die glykämische Kontrolle bei grönländischen Inuit verbessern könnte. Darüber hinaus soll untersucht werden, ob das genetische Risiko einer postprandialen Hyperglykämie bei grönländischen Trägern der verbreiteten Nonsense-Variante p.Arg684Ter im TBC1D4-Gen im Vergleich zu Nicht-Trägern stärker durch die Ernährung verändert wird.

Die Forscher werden eine 4-wöchige Crossover-Interventionsstudie der traditionellen Ernährung im Vergleich zu einer westlichen Ernährung bei homozygoten Trägern und WTs mit 2-Stunden-Glukose nach einem oralen Glukosetoleranztest (OGTT) durchführen. Darüber hinaus werden die Forscher die Auswirkungen auf kardiometabolische Anomalien wie niedriggradige systemische Entzündungen und Dyslipidämie untersuchen. Darüber hinaus werden die Forscher den metabolischen Phänotyp der Teilnehmer sowie Marker der Darmmikrobiota und des braunen Fettgewebes charakterisieren, um die molekularen Mechanismen aufzuklären, die potenziellen Verbesserungen einer traditionellen Inuit-Diät zugrunde liegen.

Es wird erwartet, dass die Studie relevante Informationen darüber liefert, ob die Ernährung eine Rolle bei der Verhinderung von T2D in der großen Gruppe von Menschen spielt, die für die TBC1D4-Variante hetero/homozygot sind. Die Forscher erwarten, dass diese erweiterten Erkenntnisse nützlich und wertvoll für die zukünftige Entwicklung genotypbasierter Interventionen für diese Personen sind.

Für den einzelnen Teilnehmer wird erwartet, dass die Ergebnisse der Studie konstruktives Wissen liefern, um die Teilnehmer anzuleiten, welche Maßnahmen sie ergreifen könnten, um die Wahrscheinlichkeit der Entwicklung von T2D zu verringern.

Hypothese

Die Forscher gehen von der Hypothese aus, dass die traditionelle Meeresernährung mit einem hohen Fett- und Kohlenhydratgehalt den postprandialen Glukosehaushalt bei Grönland-Inuit verbessern wird. Darüber hinaus stellen die Forscher die Hypothese auf, dass dieser Effekt bei Trägern der verbreiteten unsinnigen p.Arg684Ter-Variante im TBC1D4-Gen modifiziert wird, die größere Auswirkungen haben wird, wenn sie der traditionellen Meeresernährung folgen.

Methodik

Gesamtdesign der Studie 30 homozygote Träger und 30 homozygote Nichtträger der unsinnigen p.Arg684Ter-Variante im TBC1D4-Gen zwischen 18 und 80 Jahren werden in die Studie aufgenommen.

Die Studie wird als randomisiertes, kontrolliertes Cross-Over-Design durchgeführt, das zwei diätetische Interventionsperioden von vier Wochen Dauer ohne Auswaschung dazwischen umfasst. Die Teilnehmer werden randomisiert, um mit einer der beiden Diätperioden zu beginnen und nach 4 Wochen in die andere Diätperiode überzugehen (siehe Abbildung 1). Die Ermittler erwarten, die Teilnehmer nach der Genehmigung ab April 2019 zu rekrutieren und den letzten Patienten bis September 2020 zum letzten Mal zu besuchen. Die Rekrutierung von Studienteilnehmern basiert auf der derzeit laufenden Grönland-Bevölkerungsstudie (Projekt 2017-5582), um sicherzustellen, dass die Prüfärzte 50 % homozygote Träger der unsinnigen p.Arg684Ter-Variante im TBC1D4-Gen haben. Die Studie wird in drei geografischen Gebieten durchgeführt: Nuuk, Qaanaaq und Qasigiannguit.

Randomisierung, Zuordnung, Verschleierung und Verblindung

Nach mündlicher und schriftlicher Zustimmung wird die Randomisierung für jeden Teilnehmer basierend auf dem Genotyp in Blöcken variabler Größe separat durchgeführt, um eine gleichmäßige Randomisierung während der gesamten Aufnahmephase der Studie sicherzustellen. Die Randomisierungssequenz wird von einem Prüfarzt ohne Kontakt zu den Teilnehmern durchgeführt. Das Personal, das die Studie durchführt, weist die Teilnehmer anhand einer Liste von Teilnehmer-IDs, die mit den zugewiesenen Sequenzen abgeglichen sind, der Interventionssequenz zu. Die Verblindung der Teilnehmer ist aufgrund der Art der Intervention nicht möglich, jedoch wird die Verblindung der Zuordnungssequenz während der Probenanalyse und der anfänglichen Datenanalyse festgelegt.

Intervention

Für die Intervention werden zwei Diäten entwickelt. Eine traditionelle Inuit-Diät (TID), die reich an Meeressäugern (wie Walross, Robbe und Wal), Fisch, Karibu und Moschusochsen ist, mit geringer Aufnahme von Getreide, Fast Food und anderen importierten Lebensmitteln. Die TID-Diät ist reich an Fett (>40 der Energie (E%)) und arm an Kohlenhydraten (<30 E%). Die verwestlichte Ernährung besteht aus großen Mengen an Getreide, Kartoffeln, Reis und importiertem Fleisch von Nutztieren (Rind, Schwein und Huhn). Die westliche Ernährung ist reich an Kohlenhydraten (55-65 E%) und fettärmer (30-35 E%). Große Teile (20-25E%) der Nahrung werden den Teilnehmern zu Studienbeginn und während der Studie in Form von Tiefkühlkost verabreicht. Für die TID-Gruppe sind dies Meeressäuger und Fische, während für die verwestlichte Gruppe hauptsächlich Getreide und Nutztiere geliefert werden. Die Einweisung der Teilnehmer in die Aufnahme der Ernährungsumstellung erfolgt durch geschultes Studienpersonal.

Produkte studieren

Die Bewertung der gewohnheitsmäßigen Nahrungsaufnahme zu Studienbeginn wird mit einem zuvor validierten Fragebogen zur Häufigkeit der Nahrungsaufnahme durchgeführt. Am Ende jedes Interventionszeitraums wird eine modifizierte Version des Ernährungshäufigkeitsfragebogens zur Beurteilung der gewohnheitsmäßigen Ernährung während des Interventionszeitraums verwendet. Darüber hinaus werden die Teilnehmer gebeten, ein einfaches Protokoll über die Einnahme der gelieferten Produkte zu führen, um die Einhaltung abzuschätzen. Die Prüfärzte beantragen Sponsoring für Studienprodukte. Die potenziellen Sponsoren des Studienprodukts spielen keine Rolle bei Design, Methoden, Datenmanagement und -analyse oder bei der Entscheidung zur Veröffentlichung.

Verbrauch von Studienprodukten

Geschultes Studienpersonal wird den Teilnehmern Anweisungen geben, wie sie die bereitgestellten Studienprodukte in die Ernährung integrieren können. Zunächst wird sichergestellt, dass die Studienprodukte in ausreichender Menge zur Verfügung gestellt werden, um eine ad libitum-Verzehr zu gewährleisten. Die Teilnehmer erhalten jede zweite Woche individualisierte Mengen aller Studienprodukte. Alle Studienprodukte werden als frische oder gefrorene Produkte bereitgestellt, und alle Lebensmittelprodukte werden am örtlichen Studienort abgeholt.

Studienprüfungen

Die Teilnehmer kommen nach einer nächtlichen Fastenzeit von mindestens 8 Stunden zur klinischen Untersuchung. Fragebögen zum Lebensstil, einschließlich eines Fragebogens zur Ernährungshäufigkeit und Fragebögen zur Medikamenteneinnahme, werden zur Grundcharakterisierung der Teilnehmer durchgeführt. Es werden Blutdruck- und anthropometrische Messungen durchgeführt, einschließlich Messungen des Körpergewichts, der Körpergröße, des Taillen- und Hüftumfangs, des sagittalen Bauchdurchmessers und Bioimpedanzmessungen zur Beurteilung der Körperfettmasse. Es wird eine Nüchternblutprobe entnommen und ein oGTT mit Blutentnahme nach 0, 30 und 120 min durchgeführt. Die Proben werden mit klinischen Standardverfahren auf glykämische Variabilitätsmarker, einschließlich Glukose, Insulin, C-Peptid und HbA1c, sowie Plasmalipide analysiert. Profile zirkulierender Fettsäuren werden als Marker für die Einhaltung der TID unter Verwendung von getrockneten Blutflecken verwendet. Darüber hinaus werden bei allen Untersuchungsbesuchen Stuhlproben gesammelt und für zukünftige Mikrobiota-Analysen aufbewahrt, wobei eine ungezielte Shotgun-Sequenzierung verwendet wird. Biobank-Proben werden für weitere Analysen aufbewahrt, die Magen-Darm-Hormone, Darmmikrobiota-Metaboliten, zusätzliche Compliance-Marker wie Alkylresorcine (für die Getreideaufnahme), geringgradige Entzündungsmarker und Marker für die Ansammlung von braunem Fett umfassen könnten. Darüber hinaus werden die Teilnehmer am Ende jedes Interventionszeitraums für 14 Tage mit einem kontinuierlichen 24-Stunden-Glukoseüberwachungsgerät ausgestattet. Alle 3 Prüfungstage bestehen aus ähnlichen Prüfungen und Datenerhebungen und werden auf etwa 5 Stunden geschätzt.