Präbiotika zur Reduzierung von Entzündungen und klinische Endpunkte bei Colitis ulcerosa (PRInCE-UC) (PRInCE-UC)

Diese Ernährungsinterventionsstudie wird im Doppelblind-Crossover-Verfahren durchgeführt, wobei 44 Teilnehmer mit leichter bis mäßig aktiver CU gebeten werden, eine angemessene Dosis des Kandidaten-Präbiotikums (2'-Fucosyllactose, ein menschliches Milch-Oligosaccharid) zu sich zu nehmen ) für 28 Tage, gefolgt von einer 28-tägigen Fütterungsperiode mit einem gleichwertigen Placebo (Maltodextrin) oder umgekehrt. Präbiotika sind im Allgemeinen in Beutelform erhältlich und die Teilnehmer werden in die tägliche Einnahme eingewiesen.

Stuhlgewohnheiten der Freiwilligen, Symptombewertung und Stimmungstagebücher: Während der Nahrungsergänzungs- und Auswaschphase erhalten die Freiwilligen ein tägliches Tagebuch, in dem sie ihre Stuhlgewohnheiten und Stimmung, die Einnahme von Medikamenten und unerwünschte Ereignisse aufzeichnen. Die Freiwilligen zeichnen die Anzahl der Stuhlgänge pro Tag, die Ergebnisse der Bristol-Stuhlskala und alle Symptome von Blähungen oder Bauchbeschwerden auf (bewertet als keine, leicht, mittelschwer oder schwer). Freiwillige werden gebeten, ihre Blähungen auf einer Fünf-Punkte-Skala zu bewerten (mit einem Wert von 0 für „normal“, +1 oder +2 für mehr als üblich und – 1 oder – 2 für weniger als üblich). Die selbstberichtete Stimmung wird anhand einer Fünf-Punkte-Skala bewertet, wobei Vitalität, Stress, Glück und Wachsamkeit erfasst werden. Wir werden auch Fragebögen zum allgemeinen Wohlbefinden und Schlaf einbinden. Validierte krankheitsspezifische Aktivitäten werden mithilfe des Simple Clinical Colitis Activity Index aufgezeichnet.

Selektivitätsindex: Der Einfluss der präbiotischen Fütterung auf die relative Anzahl potenziell gesundheitsfördernder Bifidobacterium, Roseburia, Faecalibacteria und Lactobacilli (nützlich) sowie auf die Anzahl kommensaler Eubacterium spp., Atopobium spp. und auf zahlreiche potenziell schädliche Mitglieder der Darmflora, nämlich Escherichia coli, proteolytische Bacteroides spp. und die Clostridium perfringens/histolyticum-Gruppe wird innerhalb der fäkalen Mikroflora bestimmt. Darüber hinaus werden die Funktionsfähigkeit des Mikrobioms und die Auswirkungen auf den metabolischen Phänotyp des Wirts durch 1H-Kernspinresonanzspektroskopie (NMR)-basierte Metabonomik bestimmt. Diese globalen Profile enthalten Informationen, die sich direkt auf mikrobielle Stoffwechselprozesse, transgenomische Interaktionen sowie den endogenen Stoffwechsel des Wirts beziehen. Durch die Anwendung dieses systembiologischen Top-Down-Ansatzes können biochemische Reaktionen des Wirts und der Mikrobiota auf die präbiotische Exposition charakterisiert werden.

Studien zur Zusammensetzung der Darmmikrobiota: Die fluoreszierende In-situ-Hybridisierung (FISH) wird zur Identifizierung und Zählung der wichtigsten anaeroben Bakterien in den Studien am Menschen eingesetzt, und die Durchflusszytometrie wird einen hohen Durchsatz und eine hohe Empfindlichkeit ermöglichen. Darüber hinaus wird eine vollständige qualitative Bewertung der Gemeinschaftsstruktur durch einen metagenomischen Ansatz unter Verwendung einer Hochleistungssequenzierung (454-Pyrosequenzierung oder ähnliches) angewendet.

Auf 1H-NMR-Spektroskopie basierende Stoffwechselprofilierungsstudien: In diesem Vorschlag wird 1H-NMR-Spektroskopie angewendet, um globale Stoffwechselsignaturen aus biologischen Proben zu charakterisieren, die während der Versuche am Menschen gesammelt wurden, unter Verwendung standardmäßiger eindimensionaler NMR-Experimente. Darmmikrobiologie und metabolische Daten werden mithilfe von Datenfusionstechniken (z. B. bidirektionale Multiblock-Datenanalyse mit partiellen kleinsten Quadraten) integriert, um ein mechanistisches Verständnis von Änderungen auf Systemebene zu generieren und die Extraktion klinisch relevanter molekularer Informationen zu optimieren. Es wird erwartet, dass diese Analyse ein Maß dafür liefern wird, wie präbiotische Interventionen während der klinischen Studie das menschliche Metabonom in einer Art und Weise beeinflusst haben, die der „Gesundheit“ näher kommt.

Immunologische Untersuchungen: Zur Bestimmung der Anzahl und Phänotypen der Immunzellen werden Blut- und Stuhlproben verwendet. Diese Daten zeigen den immunologischen Status der Patienten zu jedem bestimmten Zeitpunkt der Studie – einschließlich entzündlicher Probleme.

Untergruppen von Immunzellen, die mit Populationen von Antigenpräsentationszellen interagieren: Wir werden die Antigenpräsentation durch differenzierte Zelltypen (professionelle und stromale) und das Ausmaß vergleichen, in dem sie mit Untergruppen von Effektor-T-Zellen interagieren. Es ist wahrscheinlich, dass die anfängliche Präsentation des Antigens gegenüber dem Immunsystem zwischen diesen Gruppen unterschiedlich sein wird und die Quantifizierung dieser Wechselwirkungen mithilfe der 4-Farben-Fluoreszenz-Immunhistologie mechanistische Informationen über diese Prozesse und das Fortschreiten des UC-Erkrankungszustands liefern wird.

Bei den gesammelten Daten handelt es sich um Profile der Bakteriengemeinschaft, immunologische Marker, Blut-/Serummessungen, Freiwilligenfragebögen, NMR-basierte metabolische Daten, mikrobielle Endprodukte und Patientensymptome. Diese Daten werden größtenteils numerisch und in Form von Excel-Tabellen vorliegen, umfassen aber auch Spektrendatendateien, Rohsequenzdateien und Ernährungstagebuchaufzeichnungen (MS Word/REDCap). Die Software zur Datenanalyse wird SAS (Statistical Analysis Software) sein. Nur die Datendateien zur metabonomischen NMR-Spektroskopie und zur mikrobiellen Sequenzierung erzeugen mäßig große Datenmengen. Wir werden Community-Standards für die Datenformatierung für die eventuelle Speicherung in Datenrepositorys ermitteln.