Diabetes mellitus und microRNA als Risikofaktoren für leichte kognitive Beeinträchtigungen: Auswirkungen einer Änderung des Lebensstils

Die aktuelle Studie wurde im Zeitraum Februar 2016 bis Juni 2019 in zwei Schritten durchgeführt.

1. Erster Schritt (Basisbewertung): Es handelte sich um eine Querschnittsstudie, die an 163 Patienten mit Typ-2-Diabetes mellitus (T2DM) durchgeführt wurde, die ambulante Kliniken des NRC aufsuchten. Bei den Patienten handelte es sich um 65 Männer und 98 Frauen; im Alter von 40 bis 65 Jahren. Alle Patienten waren alphabetisiert und konnten die Tests der kognitiven Funktion abschließen. Die Ausschlusskriterien waren T2DM-Patienten mit Kopftrauma, Schlaganfall, transitorischer ischämischer Attacke, Hirntumor, Epilepsie, psychiatrischer Erkrankung, Herz- oder Leberversagen sowie Seh- oder Hörbehinderungen in der Vorgeschichte. Die Genehmigung des NRC-Ethikausschusses wurde mit der Registrierungsnummer 15131 eingeholt. Die Teilnehmer unterzeichneten eine schriftliche Einverständniserklärung, bevor sie in die Studie aufgenommen wurden.

1.1 Mit allen Teilnehmern wurde ein persönliches Interview durchgeführt, um Daten über Demografie, Krankengeschichte und kognitive Funktionen zu sammeln. Zu den Daten gehörten Alter, Geschlecht, Bildungsniveau und Tabakrauchen. Von den Patienten wurde eine ausführliche Anamnese über Diabetes erhoben, einschließlich Alter der Diabetesdiagnose, Häufigkeit hypoglykämischer Anfälle, Art der Behandlung (Insulin oder orales blutzuckersenkendes Medikament), Vorgeschichte von Bluthochdruck, Dyslipidämie oder anderen Krankheiten und eingenommenen Medikamenten. Alle Beschwerden, die auf das Vorliegen einer sensorischen peripheren Neuropathie hinweisen, wie Kribbeln, brennende Schmerzen oder Taubheitsgefühl in Händen und Füßen, wurden aufgezeichnet. Alle untersuchten Teilnehmer wurden einer gründlichen klinischen Untersuchung, einem systolischen und diastolischen Blutdruck und einer anthropometrischen Beurteilung (Gewichts- und Größenmessungen) unterzogen.

1.2 Die Beurteilung der kognitiven Funktion mit ihren Domänen erfolgte mithilfe des Tests Cognitive Examination III (ACE III) von Adenbrooke, der fünf kognitive Domänen bewertet: Aufmerksamkeit, Gedächtnis, verbale Sprachkompetenz, Sprache und visuell-räumliche Fähigkeiten. Es ist die zuverlässigste und validierteste kognitive Skala in arabischer Form und kann kostenlos angewendet werden. Eine objektive leichte kognitive Beeinträchtigung (MCI) wurde in Betracht gezogen, wenn der ACE III-Score weniger als 88 beträgt. Auch der Trail Making Test (TMT) kam zum Einsatz. TMT ist eines der am häufigsten verwendeten Instrumente in der neuropsychologischen Beurteilung als Indikator für die Geschwindigkeit der kognitiven Verarbeitung und der exekutiven Funktionen. Es bewertet Aufmerksamkeit, Konzentration, psychomotorische Geschwindigkeit, kognitive Veränderungen und komplexe Sequenzierungsfunktionen, indem es die Zeit misst, die zum Verbinden einer Reihe fortlaufend nummerierter und mit Buchstaben versehener Kreise erforderlich ist. Der Test besteht aus zwei Teilen (A und B). Die direkte Punktzahl jedes Teils wird durch den Zeitpunkt der Erledigung der Aufgaben repräsentiert. Eine kürzere Zeit deutet auf eine bessere kognitive Funktion hin.

1.3 Hamilton Rating Scale for Depression (HRSD) verwendet wurde, handelt es sich um eine der am häufigsten verwendeten Skalen zur objektiven Bewertung des Schweregrads einer Depression. Die Skala umfasst 17 Punkte, die jeweils auf einer 3- oder 5-Punkte-Skala bewertet werden, wobei der Endwert den Schweregrad der Depression des Patienten angibt. Die Klassifizierung des Depressionsgrades erfolgte in Anlehnung an das National Institute for Health & Clinical Excellence des Vereinigten Königreichs (UK) (0-7 = Normal, 8-13 = Leichte Depression, 14-18 = Mittelschwere Depression, 19-22 =). Schwere Depression und ≥ 23 = Sehr schwere Depression).

1.4 Die Bewertung der gesundheitsbezogenen Lebensqualität (HRQOL) wurde mithilfe des Fragebogens Short Form-36 (SF-36) durchgeführt. Der Fragebogen enthält 36 Elemente, die acht Bereiche des Gesundheitszustands umfassen: körperliche Funktionsfähigkeit (PF), körperliche Funktionsfähigkeit (RP), körperliche Schmerzen (BP), allgemeine Gesundheitswahrnehmung GH), Vitalität (VT), soziale Funktionsfähigkeit (SF) und emotionale Rolle (RE) und psychische Gesundheit (MH). Die Bewertung jeder Domäne reicht von 0 bis 100, wobei „100“ die beste Gesundheitsbewertung darstellt. Es wurde die arabische Version des Fragebogens verwendet.

1.5 Beurteilung des Lebensstils von T2DM-Patienten. Den Patienten wurde ein spezieller Fragebogen zur Beurteilung ihres Lebensstils in Bezug auf Ernährungsgewohnheiten, körperliche, soziale und geistige Aktivitäten sowie die Meinung darüber ausgehändigt, wie sie sie am besten zu einer Änderung ihres Lebensstils motivieren könnten.

1.6 Basis-Laboranalyse. Jedem Teilnehmer wurde unter vollständig aseptischer Technik eine 5-ml-Blutprobe entnommen, nachdem er zu Beginn der Studie mindestens 10 Stunden lang gefastet hatte. Es wurde in trockene, schlichte und lavendelfarbene Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA)-Vacutainer-Röhrchen aufgeteilt. Der Gehalt an glykiertem Hämoglobin (HbA1c) und der Gesamtcholesterinspiegel im Blut wurden mit dem chemischen Autoanalysator Olympus-au-400 bestimmt. Die Konzentrationen von Malondialdehyd (MDA) im Serum wurden mithilfe eines ELISA-Kits bestimmt, das auf der Technik des kompetitiven Bindungsenzym-Immunoassays basierte. Erythrozyten wurden auf die enzymatische antioxidative Aktivität von Katalase, Glutathionperoxidase (GPx) und Glutathionreduktase (GR) untersucht.

1.7 Für miRNAs-Expressionsanalyse: Blut wurde in spezielle RNA-Konservierungsröhrchen entnommen; 8-10 Mal umgedreht und dann zur weiteren RNA-Extraktion bei -80 °C gefroren gelagert. Vor Beginn der Charakterisierung der miRNA-Expression wurden die RNA-Isolierung und die Abschätzung der RNA-Qualität durchgeführt. Nur 1–10 Nanogramm gereinigte Gesamt-RNA oder ein Äquivalent reichten aus, um die interessierenden miRNAs zuverlässig zu quantifizieren. Die Konzentrationen der in dieser Studie ausgewählten miRNAs wurden mit dem quantitativen Einzelziel-TaqMan-miRNA-Echtzeit-(qRT)-Polymerase-Kettenreaktions-(PCR)-Assay (Applied Biosystems) in den Plasmaproben gemäß den Anweisungen des Herstellers bestimmt. Es wurde ein zweistufiges Protokoll angewendet, das lediglich eine reverse Transkription mit einem miRNA-spezifischen Primer erfordert, gefolgt von einer Echtzeit-PCR mit TaqMan-Sonden. Der TaqMan MicroRNA Assay ist ein zielspezifischer Reverse-Transkriptionsprimer mit Stamm-Loop-Struktur. Die Stammschleife erfüllt zwei Ziele: 1) Spezifität nur für das reife miRNA-Ziel und 2) Bildung eines Reverse-Transkriptase (RT)-Primers/einer reifen miRNA-Chimäre, die das 5'-Ende der miRNA verlängert. RT-Reaktionen, die RNA-Proben, Schleifenprimer, 1 X Puffer, Reverse Transkriptase und RNase-Inhibitor enthalten, werden jeweils 30 Minuten lang bei 16 °C und 42 °C inkubiert. Das resultierende längere RT-Amplikon stellt eine Vorlage dar, die für die Standard-Echtzeit-PCR unter Verwendung von TaqMan-Assays geeignet ist. Anschließend wurde eine Echtzeit-PCR auf dem Quant Studio 12 K Flex Echtzeit-PCR-Instrument durchgeführt.

Zweiter Schritt (interventioneller Versuch): Bei diesem Schritt handelte es sich um eine interventionelle Studie zur Gesundheitserziehung und zur Änderung des Lebensstils. Es wurde durchgeführt, um das Programm zur Änderung des Lebensstils bei T2DM-Patienten umzusetzen.

2.1 Gestaltung von zwei Broschüren zur Gesundheitserziehung Nachdem das Forschungsteam die Bedürfnisse der T2DM-Teilnehmer ermittelt hatte, entwarf es zwei Broschüren zur Gesundheitserziehung. Die erste Broschüre mit dem Titel „Diabetes mellitus und wie man seine Komplikationen unter Kontrolle hält“. Die Broschüre enthält Informationen über die T2DM-Erkrankung und darüber, wie sie sich auf verschiedene Körpersysteme auswirkt und zu Komplikationen bei Diabetes mellitus (DM) führt. Es enthält auch Informationen über normale und abnormale Werte des Nüchternblutzuckers und des glykierten Hämoglobins (HbA1c). Es zeigt, wie man DM-Komplikationen kontrollieren und verhindern kann, indem man Wert auf gesunde Ernährung und Kohlenhydratzählung, körperliche Aktivitäten, die strikte Einhaltung medizinischer Behandlungspläne und die Vermeidung von Stress legt. Die zweite Broschüre mit dem Titel „Leichte kognitive Beeinträchtigung und wie man sie verhindert“ enthält Informationen zur Definition der kognitiven Funktion, MCI und Alzheimer und deren Zusammenhang mit T2DM und Risikofaktoren für kognitive Beeinträchtigungen sowie zur Kontrolle und Verbesserung der kognitiven Funktion.

2.2 Umsetzung des Patientenaufklärungsprogramms: Nur 144 Teilnehmer folgten der Einladung zur Teilnahme an den Gesundheitsaufklärungssitzungen (HE). Die tatsächliche Teilnehmerzahl betrug lediglich 121. Zu den Gründen für die Nichtteilnahme zählen mangelndes Interesse und die Weigerung, sich dem Lifestyle-Programm anzuschließen.

2.2.1 Persönliche und Gruppendiskussionen HE-Sitzungen zur Förderung einer Änderung des Lebensstils: Alle untersuchten Patienten wurden zur Teilnahme an den HE-Sitzungen eingeladen. Über einen Zeitraum von fast zwei Monaten fanden im NRC sieben Sitzungen statt, in denen die beiden gestalteten Broschüren erläutert wurden. Die HE-Vorträge wurden vom Team für öffentliche Gesundheit und einem Diabetikerexperten gehalten, der sich an der Gruppendiskussion beteiligte, um die Fragen im Zusammenhang mit der Behandlung von T2DM zu erläutern und zu beantworten. Es wurde ein HE-Programm zur Kontrolle von DM, Informationen über für die Gehirngesundheit wichtige Lebensmittel und verschiedene intellektuelle Spiele zur Verbesserung ihrer Kognition bereitgestellt.

2.2.2 Verbreitung von Lehrmaterialien Die vorbereiteten Broschüren wurden an alle Teilnehmer verteilt. Die Teilnehmer wurden über die Bedeutung dieser beiden Broschüren für die Verbesserung ihrer wissenschaftlichen Informationen zu T2DM und MCI informiert.

2.2.3 Neubewertung der Laboranalyse. Jedem Teilnehmer wurden drei ml Blutprobe unter vollständiger aseptischer Technik entnommen, nachdem er zum Zeitpunkt der Gesundheitserziehung mindestens 10 Stunden lang gefastet hatte. Ziel war die Messung von FBG, HbA1c und Gesamtcholesterin im Blut unmittelbar vor dem Eingriff und wurde drei Monate während des Eingriffs erneut bewertet, um den Patienten als Anreiz für die Überwachung der Fortschritte zu dienen, die sie aufgrund der Änderung ihres Lebensstils erzielten. Jeder Teilnehmer wurde gebeten, seine Laborergebnisse persönlich vom Forschungsteam entgegenzunehmen. Dies ermöglichte es, die Interpretation seiner Ergebnisse zu besprechen und ihn so erneut zu ermutigen oder ihm alle nötigen Ratschläge zu geben, damit er weiterhin an dem Programm zur Änderung des Lebensstils festhalten kann.

2.2.4 Die klinische Nachsorge und Behandlung erfolgte durch einen Facharzt für Endokrinologie und Neurologie, abhängig von den Laborergebnissen und der Patientencompliance.

2.2.5 Individualisiertes medizinisches Ernährungsprogramm: Jeder Teilnehmer wurde gebeten, ein dreitägiges Ernährungstagebuch zu führen. Diese wurden mit jedem Teilnehmer individuell in einem persönlichen Interview besprochen, um ihn zu beraten und zu überzeugen, seine Ernährungsgewohnheiten zu ändern. Jedem Patienten wurde beigebracht, wie er seine Ernährung abhängig vom Ergebnis der Laboranalyse und der Kohlenhydratzahl regulieren kann.

2.2.6 Es wurde auch ein individualisiertes zweiwöchentliches Nachsorgeprogramm verteilt, das als Leitfaden für die gezielten Änderungen gesunder Verhaltensweisen diente und eine Selbstüberwachung der erzielten Fortschritte ermöglichte. Über einen Zeitraum von 6 Monaten wurden die Teilnehmer mithilfe eines entworfenen Blattes über Mobiltelefone nachbeobachtet, um die Compliance der Patienten und die Einhaltung des Programms zur Änderung des Lebensstils zu beurteilen.

2.2.7 WhatsApp-Telefonanwendungsgruppe: Die Teilnehmer konnten sich jederzeit an das Forschungsteam wenden, wenn sie Fragen zu Lebensstil oder Behandlungsänderungen hatten. Über diese Gruppe wurden 12 Audiobotschaften aufgezeichnet und verteilt. Diese Nachrichten fassten den Inhalt der Broschüre zusammen, um den Patienten eine leicht zugängliche Möglichkeit zu bieten, ihnen bei der Verfolgung der Gesundheitserziehung zu helfen. Auch Tipps für gesunde Gewohnheiten sowie Übungen für geistige Aktivitäten wurden in dieser Gruppe hochgeladen.

2.3.8 Abschließende Neubewertung des klinischen Status und des Laborprofils. Sechs Monate nach der Rekrutierung wurde ein persönliches Interview mit den 98 Teilnehmern durchgeführt, das bis zum Ende der Studie fortfuhr. Sie füllten einen Abschlussbogen aus, um ihre Einhaltung des Programms zu beurteilen. Der ACE-III-Test und der TMT mit seinen beiden Teiltests A und B wurden mit einer Neubewertung von Klinik, Gewicht und Blutdruck neu bewertet, um die Auswirkungen des Programms zur Änderung des Lebensstils auf die kognitiven Funktionen zu bewerten. Lebensqualität und Depression wurden mithilfe der SF-36- bzw. HRDS-Fragebögen neu bewertet. Nach dem Eingriff wurden Laboranalysen für den HbA1c-Spiegel, das Lipidprofil, das Oxidationsmittel und das Antioxidans neu bewertet.