Probiotika und Insulinresistenz bei adipösen Asthmatikern

Teilnehmer für diese Studie werden über die UAB Asthma Clinic nach einem vom IRB genehmigten Protokoll rekrutiert. Die Asthmaklinik der UAB hat über 350 einzigartige Patienten. Die Zusammensetzung der Klinik besteht zu 73 % aus Frauen, zu 58 % aus nicht-hispanischen Weißen und zu 34 % aus Schwarzen/Afroamerikanern, und 63 % haben einen BMI über 30. Asthma wird durch eine Konstellation von Symptomen definiert, darunter episodische Dyspnoe, Husten, pfeifende Atemgeräusche und Engegefühl in der Brust mit Anzeichen einer Überempfindlichkeit der Atemwege. Die für diese Studie rekrutierten Probanden werden in der Asthmaklinik der UAB behandelt. Alle Teilnehmer haben eine klinische Vorgeschichte mit Symptomen, die mit einer Asthmadiagnose übereinstimmen, und Tests, die das Vorliegen einer Überempfindlichkeit der Atemwege belegen, was entweder durch eine positive Bronchodilatator-Reaktion, einen positiven Methacholin-Challenge-Test oder einen hohen klinischen Verdacht auf Asthma angezeigt wird, aber nicht möglich ist um einen dieser Tests durchzuführen. In dieser Studie werden übergewichtige Asthmatiker mit einem Insulinresistenzwert >5 rekrutiert. Die Klassifizierung von Fettleibigkeit, Taillenumfang und Verhältnis von Taille zu Hüfte (WHR) wird gemäß den WHO-Definitionen bestimmt. Ein Body-Mass-Index (BMI kg/m2) von >30 gilt als fettleibig. Die HOMA-IR-Werte >5 werden als solche mit schwerer IR klassifiziert. Zusätzliche Patienteninformationen wie Alter, Geschlecht, Demografie und BMI werden zu Studienbeginn und nach 12 Wochen erhoben. Der HOMA-IR schätzt die β-Zellfunktion und die Insulinsensitivität im Steady-State und wird durch Multiplikation des Nüchtern-Plasmaglukosewerts (mg/dl) mit dem Seruminsulinwert (mIU/ml) dividiert durch 405 berechnet. Potenzielle Teilnehmer werden vorab auf die Aufnahme in diese Studie überprüft. Patienten in der Asthmaklinik, die zuvor der Teilnahme an einem lokalen Biorepository zugestimmt haben, verfügen über alle erforderlichen biometrischen Daten, sodass nur diejenigen Personen zur Teilnahme kontaktiert werden, die die Einschlusskriterien erfüllen.

Die Teilnehmer (n = 20 übergewichtige Asthmatiker) werden vor der Blutentnahme zu Studienbeginn mindestens 12 Stunden lang gefastet. 20 adipöse Asthmapatienten mit einem BMI >30 und einer IR >5 werden randomisiert und 10 Patienten erhalten 1 Kapsel/Tag mit 500 mg probiotischem Nahrungsergänzungsmittel (Floragen Digestion, American Lifelines, Baraboo, WI). Dies ist ein probiotisches Kombinationsprodukt ((Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium lactis und Bifidobacterium longum (1,5 x 1010 KBE/Kapsel)) und 10 Patienten in der Placebogruppe erhalten 12 Wochen lang 500 mg Stärke pro Tag. Für beide Studiengruppen werden beide Geschlechter gleichermaßen rekrutiert, mit einer voraussichtlichen Verteilung von etwa 40 % afroamerikanischen und 60 % kaukasischen Probanden. Zu Studienbeginn und am Ende der 12 Wochen werden Atemfunktionstests durchgeführt und klinische Endpunktmessungen durchgeführt. Zusätzlich werden Nasenfilter, Nasenspülungen, Rektalabstriche, mononukleäre Zellen des peripheren Blutes und Serumproben gesammelt. Zu Beginn und 12 Wochen nach der Verabreichung von Probiotika oder der Placebo-Kontrolle werden 40 ml periphere Blutproben entnommen. Diese Proben werden für Endpunktmessungen im peripheren Blut und Serum verwendet. Mikrobiomanalysen von Nasenspülungen und Rektaltupfern werden in Zusammenarbeit mit der UAB Microbiome core durchgeführt. Für Metabolomics-Studien Probenahme der oberen Atemwege von 60 Teilnehmern mit gepaarten Nasenfiltern und -spülungen. Bei der Nasenfiltermethode werden etwa 1/3 bis 1/2 eines 15 × 25 mm großen Filterpapiers aus synthetischer Absorptionsmatrix (Leukosorb, Pall Life Sciences) in eines der Nasenlöcher eingeführt und seitlich am vorderen Teil des Nasenlochs platziert untere Nasenmuschel. Der Nasenfilter verbleibt mindestens 30 Sekunden bis maximal 2 Minuten im Nasenloch. Nach der Entnahme wird es in einen sterilen Behälter gelegt. Die Nasenspülmethode bestand darin, mit einer Ballonspritze 3–5 ml sterile, nicht bakteriostatische, normale Kochsalzlösung in das kontralaterale Nasenloch zu spülen. Sowohl Nasenfilter als auch Spülungen werden zentrifugiert und der Überstand in einen Gefrierschrank überführt und bis zur weiteren Verarbeitung bei -80 °C gelagert.