Wirkung einer probiotischen Formel bei leichter kognitiver Beeinträchtigung (PROBIOMIND)

Derzeit erreicht die Zahl der Alzheimer-Fälle epidemische Ausmaße. In der Europäischen Union steigt die Prävalenz der Alzheimer-Krankheit von 2 % bei den 65- bis 69-Jährigen auf 22 % bei den 85- bis 89-Jährigen. Aufgrund der demografischen Alterung der Bevölkerung wird sich diese Zahl bis 2040 voraussichtlich verdoppeln beispiellose Belastung für die Gesellschaft (Jané-Llopis & Gabilondo, 2008). Diese Statistiken verdeutlichen den dringenden Bedarf an Interventionsstrategien, die dem Fortschreiten der Krankheit entgegenwirken, insbesondere in den frühen Stadien einer leichten kognitiven Beeinträchtigung (MCI), und das Auftreten der schwerwiegendsten klinischen Symptome verzögern.

Bekanntlich ist die Ätiopathophysiologie des kognitiven Verfalls multifaktoriell und umfasst sowohl nicht veränderbare Faktoren (z. B. Geschlecht, Genetik) als auch veränderbare Faktoren (z. B. Lebensstil). Zu letzteren zählen minderwertige Ernährung, körperliche Inaktivität, Rauchen und veränderte Schlafmuster, die sich direkt auf wichtige Risikofaktoren für kognitiven Verfall auswirken, wie Bluthochdruck, Hypercholesterinämie und Fettleibigkeit. Darüber hinaus haben neuere Studien beobachtet, dass Ernährung und andere Lebensstilfaktoren offenbar einen erheblichen Einfluss auf die Zusammensetzung der Darmmikrobiota haben, was wiederum einen direkten Einfluss auf die Darm-Hirn-Achse und die Pathogenese von Demenz haben kann (Kesika et al., 2021). Dies öffnet die Tür zu neuen Therapiemöglichkeiten, die auf mikrobiotamodifizierenden Strategien basieren.

In diesem Zusammenhang haben sich Probiotika aufgrund ihrer Fähigkeit, die Darmmikrobiota und damit die Darm-Hirn-Achse positiv zu modulieren, als vielversprechende Alternative für die Behandlung kognitiver Störungen erwiesen. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass probiotische Eigenschaften stammspezifisch sind, was bedeutet, dass ein bestimmter Stamm gründlich untersucht werden muss, bevor solche Eigenschaften zugeschrieben werden können (Hill et al., 2014).

Insbesondere drei probiotische Stämme haben in früheren Studien, hauptsächlich in vitro, potenziell positive Auswirkungen auf die Modulation der Darm-Hirn-Achse und die Stärkung der Darmbarriere gezeigt. Diese Stämme sind **L. brevis** CECT 7480, **L. plantarum** CECT 7485 und **L. plantarum** CECT 7481 (L. plantarum DR7™). Speziell:

• L. brevis CECT 7480 hat in experimentellen In-vitro-Studien eine hohe Kapazität zur GABA-Produktion sowie einen breiten Antagonismus gegen opportunistische Krankheitserreger gezeigt (Bosch et al., 2012; Ferrés-Amat et al., 2020).
• L. plantarum CECT 7485 scheint die Darmpermeabilität zu verbessern und die Darm-Hirn-Achse durch eine erhöhte Acetylcholin (ACh)-Produktion zu modulieren und hat eine Antagonisierung gegen opportunistische Darmpathogene gezeigt (Perez et al., 2020).
• Darüber hinaus wurden L. plantarum CECT 7485 und L. brevis CECT 7480 kürzlich in zwei klinischen Studien im Zusammenhang mit Stress, Angstzuständen und Depressionen untersucht und zeigten positive Wirkungen (Denysov et al., 2023). Bisher wurden diese Stämme jedoch nicht bei anderen Pathologien untersucht, die das Zentralnervensystem (ZNS) und die Wahrnehmung beeinträchtigen, wie beispielsweise MCI bei alternden Bevölkerungsgruppen.
• L. plantarum CECT 7481 (L. plantarum DR7™) hat sowohl in In-vitro-Studien als auch in klinischen Studien positive neuromodulatorische Wirkungen durch die Regulierung von Enzymen gezeigt, die an Neurotransmitterwegen wie Serotonin, Kynurenin und Noradrenalin beteiligt sind. Metabolomische Analysen haben auch gezeigt, dass es den ACh-Spiegel erhöht. Darüber hinaus wurden nach der Verabreichung von L. plantarum D bei Erwachsenen signifikant niedrigere Plasma-Cortisolspiegel (Chong et al., 2019) und eine Verringerung des oxidativen Stresses und der Plasmaperoxidation (Chong et al., 2019a) festgestellt. Veränderungen in den Signalwegen der Darm-Hirn-Achse korrelierten mit Veränderungen in der Zusammensetzung der Darmbakterien bei Erwachsenen (Liu et al., 2020). Klinische Beweise zeigten einen positiven Einfluss von L. plantarum DR7 auf Stress und Angstzustände sowie eine verbesserte kognitive Funktion als sekundäres Ergebnis. Diese Ergebnisse wurden jedoch an gesunden Erwachsenen ausgewertet und ihre Anwendung bei MCI-Patienten erfordert eine spezielle klinische Studie, um ihre Wirkung zu bestätigen.

In Anbetracht der Bedeutung von Neurotransmitter-Schaltkreisen, die an MCI und AD beteiligt sind (Solas et al., 2015), geht diese klinische Studie davon aus, dass die Verabreichung eines Nahrungsergänzungsmittels, das die Kombination der drei oben genannten probiotischen Stämme enthält, ein großes Potenzial zur Verbesserung der kognitiven Funktion durch Stärkung haben könnte die Darmbarriere, verhindert Darmdysbiose und, was am wichtigsten ist, moduliert die Darm-Hirn-Achse.

Die klinische Studie wird in zwei Phasen unterteilt: die Auswahlphase und die experimentelle Phase.

Auswahlphase Darüber hinaus erfüllen die drei Stämme die Sicherheitsvoraussetzungen (überprüft in vitro, in vivo und in klinischen Studien) und verfügen über den QPS-Status (Qualified Presumption of Safety) der EFSA, was bei positiven Ergebnissen in der klinischen Studie die Zulassung erleichtern würde die zukünftige Kommerzialisierung eines Nahrungsergänzungsmittels für Bevölkerungsgruppen mit MCI, um das Fortschreiten des kognitiven Verfalls zu verhindern.

Personen, die an der Teilnahme an der Studie interessiert sind und zuvor in der Geriatrie-Abteilung des Hospital Clínico San Carlos und den angeschlossenen Gemeindezentren (Moncloa und Chamartín) über deren Merkmale informiert wurden, werden an die Fakultät für Pharmazie der Universität Complutense eingeladen Madrid (Besuch 0, V0) zur Bewertung der Zulassungskriterien durch:

• Krankengeschichte: Ein halbstrukturiertes klinisches Interview mit Schwerpunkt auf gesundheitsbezogenen Daten, um die Erfüllung von Auswahlkriterien zu überprüfen, einschließlich Familiengeschichte, medizinische Behandlungen, neurologische/psychiatrische Erkrankungen und andere Erkrankungen (z. B. Krebs), Alkoholismus in der Vorgeschichte usw.
• Fragebögen zur kognitiven und funktionellen Bewertung zur Überprüfung der Auswahlkriterien: MoCA (Nasreddine et al., 2005), CDR (Morris, 1993) und (I)ADL.

Sobald die Eignung bestätigt ist, erhalten die Teilnehmer ein Patienteninformationsblatt mit detaillierten Informationen zum Design und den Merkmalen der Studie. Der Hauptforscher wird außerdem eine mündliche Zusammenfassung der Studie vorlegen. Nach Beantwortung aller Fragen und Sicherstellung des Verständnisses unterzeichnen die an einer Teilnahme interessierten Personen die Einverständniserklärung.

Darüber hinaus können sich die Teilnehmer gemäß dem Königlichen Erlass 1716/2011 auch dafür entscheiden, eine Einverständniserklärung zur Aufbewahrung übriggebliebener biologischer Proben im Nationalen Biobank-Register abzugeben, wie im Einverständnisformular dargelegt.

Sobald die Einverständniserklärung unterzeichnet ist, erhalten die Teilnehmer die folgenden Fragebögen und Materialien, die sie ausfüllen und bei ihrem nächsten Besuch zurücksenden müssen (V1):

• Fragebögen zu Ernährungsstudien (Fragebogen zur Häufigkeit von Nahrungsmitteln, Einhaltung der Mittelmeerdiät)
• Behälter und Anleitung zur Stuhlsammlung
• Beschleunigungsmesser und Anweisungen

Am Ende von V0 werden Termine für die verschiedenen Tests vereinbart, die beim ersten Besuch (V1) durchgeführt werden sollen und die alle innerhalb eines Zeitraums von maximal 7 Tagen abgeschlossen werden müssen:

• Termin zur Blutanalyse
• Termin für MRT
• Terminvereinbarung für Magnetenzephalographie und neuropsychologische Tests
• Terminvereinbarung für die Lifestyle-Studie inklusive Sammlung der bei V0 bereitgestellten Fragebögen und Materialien sowie Bereitstellung von Leitlinien.

EXPERIMENTELLE PHASE

Nach dem Auswahlbesuch (V0) beginnen die Teilnehmer mit der 16-wöchigen Interventionsphase der experimentellen Phase der Studie. In diesem Zeitraum nehmen sie an folgenden Besuchen teil:

Besuch 1 (V1 (erster Besuch des Interventionszeitraums)

Während dieses Besuchs werden die Forscher eine Reihe von Variablen für die folgenden Studien sammeln (beschrieben in Abschnitt 7.2.4):

• KOGNITIVE FUNKTIONSSTUDIE (Fakultät für Psychologie, UCM): Die Psychologen des Forschungsteams werden Daten zur kognitiven Funktion sammeln:
• Es werden Magnetenzephalographie/EEG und MRT durchgeführt.
• Zusätzlich zu den in V0 abgeschlossenen Tests (MoCA und CDR) werden folgende Tests durchgeführt:
• Beurteilung der kognitiven Reserve
• Typische kognitive Funktionstests
• Funktionstests
• Psychiatrische Symptomtests
• Beurteilung der subjektiven Wahrnehmung des Gedächtnis-, Sprach- und Exekutivfunktionsrückgangs
• Psychosoziale Parametertests
• BLUTANALYSE (Partnerlabor): Zur Bestimmung relevanter biochemischer Parameter wird eine Nüchternblutprobe (mindestens 8 Stunden) entnommen.
• MIKROBIOTA-STUDIE (Fakultät für Pharmazie, UCM): Stuhlproben werden gesammelt, um die Zusammensetzung der Darmmikrobiota zu bestimmen.
• LEBENSSTILSTUDIE (Fakultät für Pharmazie, UCM): Die Forscher werden Folgendes durchführen:
• Ernährungsstudie: Überprüfen Sie die während V0 eingereichten Fragebögen (Fragebogen zur Häufigkeit von Nahrungsmitteln, Einhaltung der Mittelmeerdiät). Der erste 24-Stunden-Ernährungsrückruf wird durchgeführt und die Teilnehmer werden darüber informiert, dass dieser Fragebogen innerhalb einer Woche noch zweimal telefonisch wiederholt wird.
• Anthropometrische Studie: Körpermaße und -zusammensetzung werden aufgezeichnet.
• Studie zur körperlichen Aktivität: Die körperliche Aktivität wird anhand eines validierten Fragebogens und einer Beschleunigungsmessung bewertet.
• Studie zu Schlafgewohnheiten: Schlafqualität und Chronotyp werden anhand spezifischer Fragebögen und Beschleunigungsmessungen bewertet.
• Weitere Gesundheitsindikatoren: Lebensqualität und Vitalfunktionen werden gemessen.

Nach dem Sammeln der Variablen aus diesen Studien geben die Forscher den Teilnehmern Anweisungen gemäß der Randomisierungsliste. Konkret werden die Teilnehmer angewiesen, in den nächsten 16 Wochen täglich eine Kapsel des zugewiesenen Produkts zum Frühstück einzunehmen. Außerdem wird ihnen empfohlen, während dieser Zeit ihre gewohnte Ernährung und Lebensweise (körperliche Aktivität, Schlaf) beizubehalten. Der notwendige Vorrat an Kapseln wird bis zum letzten Besuch bereitgestellt.

Abschließend erhalten die Teilnehmer Fragebögen und Materialien, die sie beim Abschlussbesuch (V5) ausfüllen und zurücksenden müssen:

• Fragebögen zu Ernährungsstudien (Fragebogen zur Häufigkeit von Nahrungsmitteln, Einhaltung der Mittelmeerdiät)
• Behälter und Anleitung zur Stuhlsammlung
• Beschleunigungsmesser und Anweisungen
• Kontrollblatt zur Therapietreue und Verträglichkeit
• Kontrollblatt zu unerwünschten Wirkungen

Der Termin für den letzten Besuch wird in Folgeanrufen und Erinnerungen eine Woche im Voraus per Telefon oder Nachricht bestätigt, wobei betont wird, dass die fertigen Materialien aus V1 mitgebracht werden müssen.

V2 (Woche 4); V3 (Woche 8); V4 (Woche 12)

Es werden telefonische Folgeinterviews durchgeführt, darunter:

• Bewertung der Haftung und Verträglichkeit des Produkts
• Aufzeichnung unerwünschter Ereignisse

Besuch 5 (V5) (Woche 16) (Letzter Besuch des Interventionszeitraums):

Während dieses Besuchs sammeln die Forscher dieselben Variablen, die während des ersten Besuchs (V1) erfasst wurden, und führen außerdem die MoCA- und CDR-Tests durch, die während V0 durchgeführt wurden, um die Beurteilung der kognitiven Funktion am Ende des Interventionszeitraums abzuschließen.

Darüber hinaus wird Folgendes durchgeführt:

• Beurteilung der Einhaltung und Verträglichkeit des Produktverzehrs
• Aufzeichnung unerwünschter Ereignisse

Es wird eine Datenbank in Excel erstellt, die mit einem System der doppelten Eingabe und Filtern ausgestattet ist, um etwaige Inkonsistenzen oder Fehler zu verhindern und zu erkennen. Die Informationen werden bereinigt und validiert. Eine deskriptive Analyse wird für qualitative Daten (absolute Häufigkeiten, Prozentsätze) und quantitative Daten (Mittelwert, Standardabweichung, Median, Interquartilbereich, Minimum und Maximum) durchgeführt. Unterschiede zwischen Gruppen werden mithilfe von Chi-Quadrat-Tests analysiert und quantitative Daten werden mit dem entsprechenden Test basierend auf der Verteilung der Variablen analysiert.

Die Daten werden vom Hauptforscher der Studie in Zusammenarbeit mit der Forschungsunterstützungseinheit des Bereichs Informationstechnologie und technische Benutzerunterstützung der Complutense-Universität Madrid blind analysiert. Die statistische Analyse wird mit SPSS Version 29.0 (SPSS Inc.) oder späteren Versionen durchgeführt.