Mikrobiota, Metabolom und Ernährung: ein „künstlich intelligenter“ Weg zur personalisierten Ernährung (PN-AI-21)

Das Reizdarmsyndrom (IBS) ist eine chronische Darmerkrankung, deren hohe Inzidenz und Prävalenz sie zu einem großen Gesundheitsproblem machen (3-7). RDS betrifft 7–15 % der Allgemeinbevölkerung(6, 7). Es kommt bei Frauen doppelt so häufig vor (8) und wird häufiger bei Patienten unter 50 Jahren diagnostiziert (9). Sie ist durch wiederkehrende Episoden funktioneller gastrointestinaler Symptome gekennzeichnet, deren pathophysiologische Mechanismen nicht vollständig geklärt sind (10). Zu den häufigsten Symptomen gehören Bauchschmerzen, Blähungen, Verstopfung und/oder Durchfall(10). Das Reizdarmsyndrom wirkt sich negativ auf die Lebensqualität aus und belastet die Gesundheitsressourcen erheblich (11, 12). Wie die klinischen Phänotypen sind auch die dem Syndrom zugrunde liegenden pathophysiologischen Mechanismen heterogen und nicht vollständig verstanden (13). Es gibt jedoch Hinweise darauf, dass das Reizdarmsyndrom aus einer Kombination von Veränderungen der gastrointestinalen Motilität, viszeraler Überempfindlichkeit, leichter Entzündung, veränderter Mikrobiota und Nahrungsbestandteilen resultieren kann (14–17). Aufgrund der Vielfalt der IBS-Symptome und ihrer erheblichen Variabilität im Laufe der Zeit wird eine breite Palette pharmakologischer Behandlungen eingesetzt, die oft nur auf das primäre Symptom abzielen; Wenn daher mehrere Symptome vorliegen, sind die durchgeführten Behandlungen oft unzureichend. Dies hat zur Untersuchung des Einsatzes diätetischer Therapien als Behandlungsoption geführt.

Die diätetische Einschränkung fermentierbarer Oligosaccharide, Disaccharide, Monosaccharide und Polyole (FODMAPs) wurde kürzlich bei der Behandlung funktioneller Darmsymptome bei Reizdarmsyndrom untersucht. In immer mehr unkontrollierten und kontrollierten Studien wurde die klinische Wirksamkeit einer Low-FODMAP-Diät bei Patienten mit Reizdarmsyndrom anhand von Ernährungsempfehlungen oder Fütterungsprotokollen untersucht. Unkontrollierte und nicht verblindete kontrollierte Studien deuten darauf hin, dass die Symptomansprechraten bei Patienten mit Reizdarmsyndrom bis zu 85 % betragen(18). Ebenso wurde in verblindeten, randomisierten, kontrollierten Studien über eine positive Auswirkung auf die Symptome berichtet (19-22). Ein potenzieller Nachteil der Low-FODMAP-Diät und jeder Diät, die den Ausschluss mehrerer Nahrungsmittel beinhaltet, ist das Risiko einer Nährstoffunzulänglichkeit, und dies ist besonders relevant, wenn die ausgeschlossenen Nahrungsmittel nährstoffreich sind. Die Low-FODMAP-Diät erfordert den Ersatz ausgewählter Lebensmittel in einer Reihe von Lebensmittelgruppen und daher besteht die Möglichkeit einer unzureichenden Aufnahme von Nährstoffen, insbesondere Kohlenhydraten, Ballaststoffen, Eisen, B-Vitaminen und Kalzium. Ein weiteres potenzielles Sicherheitsrisiko im Zusammenhang mit der Umsetzung der Diät betrifft die Auswirkungen auf die gastrointestinale Mikrobiota, die an der Pathogenese des Reizdarmsyndroms beteiligt ist(23) und mit klinischen Merkmalen des Reizdarmsyndroms wie Bauchschmerzen, Angstzuständen und Depressionen in Verbindung gebracht wird(24). , 25). Daher schlagen wir vor, das Mikrobiom und Metabolom bei IBS-Patienten zu bewerten, um mithilfe von KI-Tools Datensätze integrierter Daten zu erstellen. Darüber hinaus wollen wir die Auswirkungen einer Low-FOODMAP-Diät auf Basis fermentierter Produkte auf das Mikrobiom und Metabolom bei IBS-Patienten bestimmen. Diese Bewertungen ermöglichen es, den Nährstoffmangel des Patienten und die allgemeine Lebensqualität vor und nach der Intervention in den Gruppen zu beurteilen und eine personalisierte Behandlung zu entwickeln, die die Lebensqualität von IBS-Patienten erhöht.

Die Low-FODMAPs-Diät ist mit Einschränkungen verbunden, insbesondere aufgrund des Verzichts auf mehrere Nahrungsmittel, was zu einer Verschlechterung der Nebenwirkungen aufgrund einer erheblichen Veränderung der Zusammensetzung der Darmmikrobiota und einer allgemeinen Verschlechterung des Ernährungszustands führen kann. Obwohl Probiotika eine positive Wirkung auf die Linderung dieser Nebenwirkung zu haben scheinen, ist ihre Wirkungsweise noch relativ unbekannt. Es bleibt noch viel zu beantworten, welche Stämme bei dem breiten Spektrum von IBS-Patienten am wirksamsten sind und ob einzelne Stämme oder Kombinationen von Stämmen am besten wirken. Dies führt zu der Frage, ob individuelle Unterschiede zwischen IBS-Patienten hinsichtlich der Mikrobiomvielfalt die Wirksamkeit der Probiotika-Therapie beeinflussen könnten. Daher schlagen wir mit unserem Ansatz eine Neugestaltung der Wirt-Mikrobiota-Interaktionen durch personalisierte Ernährung vor, die einen neuen therapeutischen Weg sowohl zur Krankheitskontrolle als auch zur Prävention darstellen könnte. Insbesondere glauben wir, dass eine Ernährung, die mit zuvor fermentierten Lebensmitteln ergänzt wird, sich positiv auf den Zustand des Patienten auswirkt. Diese Fermentation wird mit dem Lactobacillus paracasei-Stamm CNCM I-5220 kontrolliert und durchgeführt. Durch die Längsschnittstudie werden wir in der Lage sein, den Grad der Erkrankung zu Studienbeginn (eine Woche FODMAP-arme Diät) und die Wirkung der fermentierten Lebensmittel auf ihre Mikrobiota und ihr Metabolom nach einer und zwei Wochen zu bewerten. Darüber hinaus könnte es durch die Einführung neuer wirksamer Behandlungsoptionen möglich sein, die hohe Rückfallquote von RDS-Patienten im öffentlichen Gesundheitssystem zu senken, die Lebensqualität der Patienten zu verbessern und die Kosten für das National Sanitary System (SSN) zu senken.

Das Hauptziel besteht darin, die Enterotypen von IBS-Patienten zu Studienbeginn zu beurteilen und zu analysieren, wie die Ergänzung mit fermentierten Nahrungsmitteln das Mikrobiom und Metabolom bei IBS-Patienten nach einer Diät mit niedrigem FODMAP-Gehalt verändert.

Als sekundäres Ziel vergleichen wir die Wirksamkeit und Sicherheit zweier unterschiedlicher Ernährungsansätze bei Reizdarmsyndrom-Symptomen.