Abbildung der Auswirkungen von Darmmikrobiota auf Gehirn und Verhalten durch die Linse von GABA (GutBrainGABA)

Diese interventionelle Studie umfasst eine doppelblinde, placebokontrollierte Crossover-Studie, die in 4 Termine strukturiert ist: Woche 0 (W0), Woche 4 (W4), Woche 8 (W8) und Woche 12 (W12). Die Studie dauert daher 12 Wochen und umfasst einen Screening-Besuch und 4 Studienbesuche.

Die Interventionsstudie hat ein Cross-Over-Design, und die Teilnehmer werden daher eingeladen, sowohl das aktive probiotische Nahrungsergänzungsmittel als auch das Placebo zu unterschiedlichen Zeiten einzunehmen. Das probiotische Nahrungsergänzungsmittel (Lactobacillus brevis) wurde basierend auf der Fähigkeit ausgewählt, GABA in vitro zu produzieren (Monteagudo et al., 2022). Das Placebo ist Maltodextrin. Die Produkte werden als Kapseln bereitgestellt und sind in Textur und Aussehen identisch.

Damit die Teilnehmer als konform gelten und daher in die Studie aufgenommen werden, benötigen sie:

1. die probiotische Ergänzung oder das Placebo an mindestens 6 von 7 Tagen der Studie für den Wochenzeitraum einzunehmen;
2. Kot-, Blut- und Urinproben bereitzustellen und mit einer Batterie getestet zu werden, die Verhaltens- und Gehirnmessungen in Bezug auf GABA-Spiegel/-Aktivität beinhaltet und
3. alle 4 Wochen ein Ernährungstagebuch über eine Online-App zu führen.

Da Alter und BMI Faktoren sind, die mit signifikanten Schwankungen in der Zusammensetzung der Darmmikrobiota/Gehirn- und Verhaltensfunktion assoziiert sind, werden beide Studienarme nach diesen Kriterien abgeglichen.

Alle interessierten Personen werden eingeladen, einen anfänglichen Screening-Fragebogen auszufüllen, der Fragen zu a) den Einschlusskriterien der Studie enthält. Personen, die die Einschlusskriterien der Studie erfüllen, werden dann gebeten, b) einen Fragebogen zu MRT-Kontraindikationen auszufüllen, und, falls keine MRT-bezogenen Kontraindikationen vorliegen, werden sie gebeten, c) einen Fragebogen zu Medizin/Lebensstil auszufüllen, um das Fehlen eines Ausschlusses zu bestätigen Kriterien.

Personen, die die Einschlusskriterien erfüllen, werden zu einem Screening-Besuch an der University of Reading eingeladen, um sich mit den Verfahren vertraut zu machen und eventuell erforderliche Erläuterungen zu erhalten. Die Teilnehmer erhalten ein Probenentnahme-Kit (für die Entnahme von Kot- und Urinproben), werden in dessen Verwendung eingewiesen und gebeten, ihre Ernährung mithilfe einer Online-App (eNutri) zu verfolgen.

Alle Studientermine finden an der University of Reading statt. Am Tag des Studientermins werden die Teilnehmer gebeten, eine frische Kotprobe und eine Urinprobe (erster Morgenurin) abzugeben, die mit dem Probenkit gesammelt wurden, das ihnen beim Screening-Besuch zur Verfügung gestellt wurde. Eine venöse Blutprobe (entspricht 10 ml/2 Teelöffel) wird von erfahrenen und geschulten Phlebotomikern an der University of Reading entnommen. Die Teilnehmer werden dann einer Neuroimaging-Batterie unterzogen, die strukturelle Magnetresonanzbilder, Magnetresonanzspektroskopie (MRS) zur Quantifizierung der Konzentrationen von GABA in bestimmten Regionen des Gehirns und funktionelle Magnetresonanztomographie zur Bewertung der funktionellen Konnektivität zwischen Gehirnbereichen umfasst. Die Teilnehmer werden dann eine Reihe von GABA-abhängigen Verhaltenstests absolvieren, darunter eine Aufgabe zur Erkennung von Gesichtsemotionen, eine Aufgabe zum motorischen Lernen und eine Aufgabe zur taktilen Frequenzunterscheidung. Die Teilnehmer vervollständigen dann den Autismus-Spektrum-Quotienten (AQ), das State and Trait Anxiety Inventory (STAI) und die Depressionsskala des Zentrums für epidemiologische Studien (CES-D). Die Teilnehmer werden diese Reihe von Aufgaben bei jedem der vier Studienbesuche in W0, W4, W8 und W12 absolvieren.

Am Ende von Besuch 1 (W0) erhalten die Teilnehmer entweder das probiotische ODER ein Placebo-Ergänzungsmittel, das sie in den nächsten 4 Wochen täglich einnehmen müssen, d. h. zwischen den Studienbesuchen 1 und 2. Am Ende von Besuch 2 (W4) erhalten die Teilnehmer keine Nahrungsergänzungsmittel erhalten, da sie in ihre 4-wöchige Auswaschphase eintreten. Am Ende von Besuch 3 (W8) erhalten die Teilnehmer entweder das probiotische ODER das Placebo-Ergänzungsmittel, das sie in den nächsten 4 Wochen täglich einnehmen können. Wenn der Teilnehmer das Probiotikum nach Besuch 1 erhalten hat, erhält er zu diesem Zeitpunkt das Placebo und umgekehrt. Die Teilnehmer werden gebeten, dies bis zu ihrem vierten und letzten Studienbesuch (W12) täglich einzunehmen. Studienbesuch 4 schließt das Studium ab.