Eine integrative Studie zur Rolle von Mikrobiom, Metabolom, Transkriptom und Chronobiologie im Kontext von Typ-2-Diabetes. (KRONODIABET)

Überzeugende Beweise deuten darauf hin, dass Typ-2-Diabetes (T2D) oft durch eine gesunde Lebensweise verhindert werden kann. Aktuelle Standardempfehlungen berücksichtigen jedoch möglicherweise nicht vollständig individuelle Unterschiede, was ihre Wirksamkeit einschränkt. Faktoren wie Genetik und tägliche Lebensstilmuster beeinflussen, wie Einzelpersonen auf diese Empfehlungen reagieren. Beispielsweise können gestörte Schlafmuster oder unregelmäßige Essgewohnheiten die Aufrechterhaltung gesunder Gewohnheiten erschweren und letztendlich die Blutzuckerkontrolle beeinträchtigen. Solche Störungen gehen mit Störungen der inneren Uhr des Körpers, auch zirkadianen Rhythmen genannt, einher. In diesem Sinne hat sich gezeigt, dass eine Chronostörung (d. h. eine Störung des zirkadianen Rhythmus) den Glukosestoffwechsel beeinträchtigt. Personen mit einem hohen T2D-Risiko sind durch einen Verlust der Tagesrhythmik im Insulin-Oszillationsmuster gekennzeichnet. In ähnlicher Weise deuten neuere Studien darauf hin, dass Störungen der täglichen Schwankungen des Hormonspiegels, der Genexpression, der Mikrobiota-Zusammensetzung und der Metabolitenprofile mit einer schlechteren Blutzuckerkontrolle verbunden sind.

Das vorliegende Projekt basiert auf der Hypothese, dass Personen mit Übergewicht und medikamentennaivem Prädiabetes bzw. Typ-2-Diabetes im Vergleich zu gesunden Personen eine Störung des zirkadianen Systems aufweisen. Dies äußert sich in einem Verlust der täglichen Schwankungen und veränderten Schwingungsmustern in mehreren physiologischen Prozessen, einschließlich Hormonproduktion, Genexpression, Zusammensetzung und Funktion der Mikrobiota sowie Zusammensetzung und Sekretion von Metaboliten. Chrono-Störungen tragen zur Fehlregulation des Glukosestoffwechsels, zu Veränderungen der Appetitregulation und der Reaktion auf äußere Signale und damit zu einer Beeinträchtigung der Blutzuckerkontrolle in dieser Bevölkerungsgruppe bei.

Bei der Kronodiabet-Studie handelt es sich um eine 2-wöchige Beobachtungsstudie mit zwei parallelen Studiengruppen, abgestimmt nach Alter und Geschlecht, entsprechend den folgenden Bedingungen: Erwachsene mit Übergewicht oder Adipositas und gestörtem Glukosestoffwechsel (medikamentennaiver Prädiabetes oder Typ-2-Diabetes); und Erwachsene mit normalem Gewicht und ohne Veränderungen im Glukosestoffwechsel.

Experimentelles Design: Jeder Teilnehmer besucht nach seiner Rekrutierung viermal die NIU im Zentrum für Ernährungsforschung der Universität Navarra. Bei Besuch 1 (V1) kommen die Teilnehmer zur NIU und werden mit einem kontinuierlichen Glukoseüberwachungssensor und einem zirkadianen Überwachungsgerät ausgestattet, die während des Hauptstudienbesuchs (V2) und den folgenden 12 ± 2 vollen Tagen getragen werden ( Feldperiodenphase) und Körperzusammensetzung werden durch Dual-Energy-Röntgenabsorptiometrie (DEXA) analysiert. Bei diesem Besuch (V1) bringen die Teilnehmer eine Stuhlprobe mit, die spätestens 48 Stunden vor der Ankunft an der NIU entnommen wurde. Bei Besuch 2 (V2), der 12 Stunden und 30 Minuten dauert, kommen die Teilnehmer nach mindestens 8 Stunden Fasten an der NIU an (wo der gesamte Besuch stattfinden wird). Während dieses Besuchs werden den Teilnehmern die Mahlzeiten zur Verfügung gestellt, die sie den ganzen Tag über verzehren müssen. Außerdem werden Blutabnahmen durchgeführt und Fragebögen ausgefüllt. Darüber hinaus werden alle 4 Stunden 4 der 7 Speichelproben entnommen, die für die Analyse der oralen Mikrobiota, des Metaboloms sowie der Gen- und Hormonbestimmung erforderlich sind. Die restlichen Speichelproben (3/7) werden zu Hause gesammelt, bis der 24-Stunden-Zeitraum abgelaufen ist. Am folgenden Tag (V3) kehren die Teilnehmer zur NIU zurück, um die gesammelten Proben zu Hause abzuliefern. Darüber hinaus erhalten sie das notwendige Material für den Feldstudienzeitraum. Während der Feldphase (die zwei Wochen dauern wird) werden die Teilnehmer gebeten, ihren gewohnten Lebensstil, einschließlich Ernährung, Bewegung und Timing, nicht zu ändern. Beim letzten Besuch (V4) werden Messungen der Körperzusammensetzung durchgeführt und die Sensoren zur zirkadianen und Glukoseüberwachung sowie ausgefüllte Fragebögen gesammelt, um die Studie abzuschließen.

Die konkreten Ziele sind:

1. Charakterisierung des Phänotyps, der Verhaltensmerkmale und Lebensgewohnheiten sowie des Mikrobioms, Metaboloms und Transkriptoms bei gesunden Personen und Personen mit Übergewicht/Adipositas und medikamentennaivem Prädiabetes/Typ-2-Diabetes.
2. Unter freien Lebensbedingungen sollten die täglichen Schwankungen des Blutzuckerspiegels, des Ernährungsverhaltens und der zirkadianen Parameter der wichtigsten zirkadianen Synchronisatoren untersucht werden.
3. Vergleich der täglichen Schwankungen der oralen Mikrobiota und des Metaboloms sowie der täglichen Schwankungen der zirkadianen Marker unter halbkontrollierten Bedingungen zwischen gesunden Personen und Personen mit Übergewicht/Adipositas und medikamentennaivem Prädiabetes/Typ-2-Diabetes.
4. Untersuchung der täglichen Schwankungen der Blutzuckerkontrolle aus einer integrierten Perspektive durch die Integration von Omics (Metagenomics, Metabolomics), klinischen Daten und Lebensstildaten bei Abwesenheit und Vorhandensein von Übergewicht und beeinträchtigtem Glukosestoffwechsel.