Wirkung der Propionsäure-Supplementierung auf die Endothelfunktion

Die koronare Herzkrankheit (KHK) bleibt trotz verbesserter Minderung traditioneller Risikofaktoren weltweit eine der Hauptursachen für Morbidität und Mortalität. Große Assoziationsstudien haben die Veränderungen des Darmmikrobioms mit Entzündungen, KHK und traditionellen KHK-Risikofaktoren in Verbindung gebracht. Nachfolgende Studien haben gleichzeitige Verbesserungen bei Darmdysbiose, Entzündungen und kardiometabolischen Erkrankungen unter Verwendung von Probiotika und anderen darmmodulierenden Therapien gezeigt. Bis heute haben viele Studien eine korrelative Beziehung zwischen der Zusammensetzung der Darmbakterien und dem Vorhandensein von CAD oder der Schwere von Herzinfarkten gezeigt, aber nur wenige haben damit begonnen, mögliche metabolische und immunologische Mechanismen aufzuklären.

Kürzlich ergänzte der Forscher Lactobacillus plantarum 299v bei Männern mit stabiler KHK, was die systemische Entzündung und die flussvermittelte Dilatation der Brachialarterie (BA-FMD) verbesserte – ein Maß für die Endothelfunktion und ein prädiktiver KHK-Vorläufer. Die Verbesserung der BA-FMD korrelierte positiv mit erhöhten Serumkonzentrationen von Propionsäure (PA). PA ist eine aus dem Darmmikrobiom stammende kurzkettige Fettsäure (SCFA) mit bekannten menschlichen Gefäßrezeptoren und an der Endothelfunktion, der angeborenen Immunität und der Glukosehomöostase beteiligt.

Ob PA eine Verbesserung der endothelialen Dysfunktion oder Entzündung im vorherigen Experiment des Forschers vermittelt, bleibt unbekannt. Das Ziel des Forschers ist es festzustellen, ob die Funktion der Endothelzellen durch Nahrungsergänzung mit Natriumpropionat bei Patienten mit bestehender koronarer Herzkrankheit verbessert wird. Darüber hinaus möchten die Forscher klären, inwieweit die Entzündung durch diese Therapie reduziert wird, indem sie sowohl Serum-Entzündungsmarker messen als auch sehen, ob Plasma von behandelten Patienten entzündungshemmende Transkriptomreaktionen von kultivierten Endothelzellen und peripheren mononukleären Blutzellen induziert, die beide sind an Arteriosklerose beteiligt.

Spezifisches Ziel 1 wird die Auswirkungen einer Nahrungsergänzung mit PA auf die Endothelfunktion und traditionelle KHK-Risikofaktoren bei Patienten mit KHK bestimmen. Die Ermittler werden Ultraschall verwenden, um die prozentuale Veränderung von BA-FMD vor und nach Nahrungsergänzung mit PA zu beurteilen. Das Ausmaß der Endothel-Abhängigkeit dieser Reaktionen wird durch Messen von BA-FMD nach Nitroglycerin-Verabreichung getestet. Die Ermittler werden auch Marker messen, die für traditionelle KHK-Risikofaktoren wie Lipidspiegel und HgbA1C repräsentativ sind.

Spezifisches Ziel 2 wird entzündungshemmende Veränderungen in vivo und in transkriptomischen Signaturen von kultivierten EC und PBMCs bestimmen, die durch diätetische PA induziert werden. Die Prüfärzte messen Veränderungen an systemischen Serum-Entzündungsmarkern, die an atherosklerotischen Prozessen beteiligt sind, unter Verwendung eines gezielten Metabolomik-Ansatzes, wobei Plasma aus der Kohorte des Prüfarztes vor und nach der PA-Ergänzung verwendet wird. Plasmaproben werden verwendet, um die oben genannten Zellen zu inkubieren, um die transkriptomischen Signaturen von Zellen zu vergleichen, die Plasma vor der Ergänzung mit Plasma nach der Ergänzung unterzogen wurden. Die Ermittler werden Ingenuity Pathway Analysis verwenden, um Änderungen an Entzündungswegen zu bestimmen, und i.i.com, um festzustellen, ob mehr entzündungshemmende Signaturen induziert wurden.

Spezifisches Ziel 3 wird die Auswirkungen der PA-Ergänzung auf die Taxonomie und Diversität des Darmmikrobioms bestimmen. Als optionale zusätzliche klinische Studienaktivität werden die Forscher Stuhlproben vor und nach der Nahrungsergänzung mit PA sammeln, Proben einer Multiplex-16S-RNA-Sequenzierung unterziehen und den Shannon Diversity Index berechnen. Dies wird uns helfen, Veränderungen in den einzelnen Bestandteilen des Darmmikrobioms und die Vielfalt der gesamten Bevölkerung zu bestimmen.