Fiber Intervention auf Darmmikrobiota bei Kindern mit Prader-Willi-Syndrom

Hintergrund: Das Prader-Willi-Syndrom (PWS) ist die häufigste syndromale Ursache von Adipositas. Personen mit PWS leiden typischerweise in der frühen Kindheit unter übermäßiger Gewichtszunahme und schwerer Hyperphagie mit Nahrungszwang, was häufig zur Entwicklung von Fettleibigkeit und metabolischen Komplikationen führt. Die Pathogenese von Hyperphagie und fortschreitender Gewichtszunahme bei PWS ist noch lange nicht verstanden, und daher werden wirksame Interventionen noch entwickelt. Neue Erkenntnisse deuten auf einen wichtigen ätiologischen Beitrag der dysbiotischen Darmmikrobiota zu Hyperphagie, Fettleibigkeit und Stoffwechselanomalien im Zusammenhang mit PWS hin, was auf ein potenziell wirksames Ziel für die Appetitkontrolle und Linderung von Fettleibigkeit bei PWS hindeutet. Das therapeutische Potenzial der Manipulation der Darmmikrobiota durch die Ernährung wurde bei PWS kaum untersucht; Umfassendere Auswertungen sind dringend erforderlich.

Spezifische Ziele: 1) Bewertung der Auswirkungen einer 3-wöchigen Ballaststoffintervention auf Darmmikrobiota, Hyperphagie und Stoffwechselprofil bei Kindern mit PWS; 2) um zu bestimmen, ob Änderungen in der mikrobiellen Zusammensetzung und Funktion des Darms mit Änderungen im Grad der Hyperphagie, metabolischen Hormonen, Insulinsensitivität, Entzündungsmarkern und Metaboliten, die an kardiometabolischen Erkrankungen beteiligt sind, korrelieren.

Methodischer Ansatz: In einem Querschnittsdesign werden 20 Kinder mit PWS im Alter von 5 bis 17 Jahren aus dem Stollery Children's Hospital, Edmonton, rekrutiert. Geeignete Teilnehmer haben normale Werte von freiem Thyroxin und Schilddrüsen-stimulierendem Hormon (entweder endogen oder mit Thyroxin-Ersatz) sowie ein stabiles Körpergewicht und eine stabile Wachstumshormondosis. Kinder mit anderen klinisch signifikanten Erkrankungen (Diabetes mellitus, chronisch entzündliche Darmerkrankung, chronische schwere Leber- oder Nierenerkrankung) oder kürzlicher Einnahme von Medikamenten, von denen bekannt ist, dass sie das Körpergewicht und die Darmmikrobiota beeinflussen (Prüfpräparate, Antibiotika, präbiotische und/oder probiotische Nahrungsergänzungsmittel). ausgeschlossen werden. Die Teilnehmer werden nach dem Zufallsprinzip entweder 35 g ergänzende Fasermischung/d (Oligofructose, resistentes Maltodextrin, Akaziengummi, Vollwertkost und resistente Stärke Typ II) oder eine äquikalorische Dosis von 17,6 g Maltodextrin-Placebo/d (GLOBE® Plus 10 DE Maltodextrin 100200; Ingredion) für 3 Wo. Darauf folgt eine 4-wöchige Auswaschphase und eine alternative Behandlung für weitere 3 Wochen. Kotproben werden gesammelt, um die Zusammensetzung der Darmmikrobiota (unter Verwendung von 16S ribosomaler Ribonukleinsäure [rRNA]-Tag-Sequenzierung) und Funktion (von Mikrobiota produzierte Metaboliten: SCFAs und Gallensäuren) zu analysieren. Die Mikrobiota-Zusammensetzung wird auf Phylum- bis Gattungsebene charakterisiert, und Sequenzen werden zu operationellen taxonomischen Einheiten geclustert, um die Alpha-Diversität (nach dem Shannon-Index) zu berechnen. Nüchternblutproben werden verwendet, um appetitbezogene Hormone sowie Stoffwechsel- und Entzündungsmarker zu messen. Ein validierter PWS-spezifischer Hyperphagie-Fragebogen wird verwendet, um das ernährungsbezogene Verhalten der Teilnehmer zu bewerten. Zur Beurteilung der Aufnahme von Makro- und Mikronährstoffen und der Ernährungsqualität sowie des körperlichen Aktivitätsniveaus der Teilnehmer wird ein 3-tägiges Ernährungsprotokoll mit Fragen zur körperlichen Aktivität erstellt. Zusätzlich werden anthropometrische Daten (Körpergewicht, Körpergröße und Taillenumfang [WC]) erhoben, um Veränderungen nachzuvollziehen.

Ergebnisse: 1) Primäres Ergebnis: Änderung des Hyperphagie-Scores; 2) Sekundäre Ergebnisse: Änderungen in: a. Fäkale mikrobielle Zusammensetzung und Funktion; b. Hormone (acyliertes Ghrelin, PYY, GLP-1, Adiponectin und Leptin; c. Stoffwechsel- und Entzündungsmarker (Glucose, Insulin, Lipide, AST, ALT, hs-CRP); d. Stoffwechselprofil (Aminosäuren, verzweigtkettige Ketosäuren, Acylcarnitine, Ceramide, TMAO, Cholin und Betain); und e. Körpergewicht, Größe und WC.

Ergebnisse: 1) die Machbarkeit der Verwendung einer Faserintervention zur Reduzierung von Hyperphagie und zur Verbesserung des Stoffwechsels und der Entzündung durch vorteilhafte Veränderungen in der Mikrobiota bei Kindern mit PWS; 2) die besondere mikrobielle Zusammensetzung und die funktionellen Profile, die mit Stoffwechselverbesserung und/oder Gewichtsverlust verbunden sind, können bei der zukünftigen Entwicklung mikrobiell zielgerichteter präbiotischer Therapien helfen. Die Ergebnisse dieser Studie werden verwendet, um die Entwicklung wirksamer Behandlungsstrategien zur Reduzierung von Hyperphagie und zur Verbesserung der metabolischen Gesundheit bei Kindern mit PWS zu leiten.