Determinar los cambios en la metabolómica y el microbioma después del consumo de jugo de arándano entre mujeres jóvenes

El consumo de jugo de arándano se ha relacionado con la prevención de infecciones del tracto urinario. Sin embargo, debido al amargor y la astringencia de los productos de arándanos, el cumplimiento de los participantes en los ensayos clínicos relacionados con los arándanos es deficiente, lo que dificulta el estudio adicional de la función del jugo de arándanos. En consecuencia, existe una necesidad apremiante de un enfoque eficaz para verificar el cumplimiento de los participantes. En el estudio anterior, se investigó el metaboloma urinario y del plasma en mujeres jóvenes después del consumo de jugo de arándano utilizando un enfoque global UHPLC (cromatografía líquida de ultra alto rendimiento) -Q-Orbitrap-HRMS (espectrometría de masas de alta resolución). Los análisis PLS-DA (análisis discriminante de mínimos cuadrados parciales) mostraron que tanto el metaboloma urinario como el plasmático en mujeres jóvenes se alteraron después del consumo de arándanos en comparación con el consumo de jugo de manzana y de referencia. El consumo de jugo de arándano provocó una mayor excreción de metabolitos tanto exógenos como endógenos. Estos metabolitos han sido identificados como biomarcadores candidatos para el consumo de jugo de arándano. Los modelos establecidos PLS-DA (Análisis discriminante de mínimos cuadrados parciales) /OPLS-DA (Análisis discriminante de mínimos cuadrados parciales ortogonales) brindan una oportunidad para identificar a los consumidores de jugo de arándano.

Se desconoce si el consumo de jugo de arándano influye en el perfil de microbiota intestinal en humanos. Pero varios estudios sugirieron que una dieta rica en polifenoles mejora el perfil de la microbiota intestinal. El estudio in vitro anterior con la microbiota intestinal humana indicó que el catabolismo microbiano de las procianidinas de arándano rojo tipo A produjo metabolitos con perfiles y estructuras diferentes en comparación con los de las procianidinas de tipo B.

Comprender el cambio del microbioma en el intestino humano permitirá a los investigadores correlacionar y explicar los cambios del metaboloma en la orina y la sangre, y también explicará los beneficios para la salud de los arándanos.

Con todas las muestras que se recolectarán en este estudio, se pueden comparar los cambios metabolómicos entre el tratamiento con jugo de arándano a corto plazo (3 días) y el tratamiento a largo plazo (21 días). Dado que los efectos de protección del tracto urinario de los jugos de arándano a menudo se asocian con el consumo crónico, se espera que se identifiquen más cambios metabolómicos mediante un estudio a largo plazo.

Plan de investigación:

Objetivo específico 1: Veinte (20) estudiantes universitarias sanas de 18 a 29 años con IMC (índice de masa corporal) normal (18.5-25) y al menos 110 libras de peso serán reclutadas en el campus de la UF (Universidad de Florida).

La publicidad será en forma de volantes. La información de contacto de los investigadores se incluirá en el volante. El cuestionario se utilizará para obtener información sobre los temas para la preselección. Todos los participantes recibirán información oral y escrita sobre los riesgos naturales y potenciales del estudio.

Se aconsejará a los participantes que eviten los alimentos ricos en proantocianidinas, incluidos los arándanos, moras, fresas, ciruelas, frambuesas, manzanas, uvas, extracto de semilla de uva, pycnogenol, vino tinto, té, chocolate y otros productos de cacao u otros suplementos a base de arándanos a partir del comienzo de 10 -día (1-9) período de ejecución hasta el final del estudio. Se sugerirá a los participantes que consuman naranja, sandía, rocío de miel, melón como reemplazo. Se distribuirán kits de recolección de muestras de orina y heces a todos los participantes y se les capacitará para usar los kits de recolección. Los participantes recolectarán una muestra fecal durante cualquier día del 7 al 9. En la mañana del décimo día, se recolectará una muestra de orina en ayunas durante la noche y se extraerá una muestra de sangre de los sujetos (2 tubos, 30 ml en total). Se proporcionará desayuno a los participantes después de la extracción de muestras de sangre en ayunas. Se contratará a un flebotomista capacitado y certificado para extraer sangre. Después de la extracción de sangre, cada participante consumirá 1 botella (250 ml) de jugo de arándano o placebo y se le darán otras 5 botellas de jugo de arándano o placebo a cada sujeto para que las consuma en la tarde del décimo día y en la mañana y la tarde del día siguiente. Día 11 y 12. También se recolectará una muestra fecal durante el día 12 al 4. Todos los sujetos regresarán a la unidad clínica en la mañana del día 13 con una muestra de orina en ayunas durante la noche y se recolectarán muestras de sangre 30-60 minutos después de que los participantes consuman 1 botella de jugo de arándano o placebo. Se distribuirá jugo de arándano o placebo a cada uno de los sujetos para que lo consuman en la noche del día 13 y en la mañana y en la noche durante el día 14 al 29. La cita se programará semanalmente oa solicitud de los participantes durante el día 14 al 29. Se recolectará una muestra fecal durante el día 29 al 31. En la mañana del día 30, se recolectará una muestra de orina en ayunas durante la noche y se extraerá una muestra de sangre de los sujetos después de consumir jugo de arándano o placebo. Después de un período de lavado de 14 días, los participantes cambiarán al régimen alternativo y repetirán el protocolo. Todas las muestras recolectadas se dividirán en alícuotas y se mantendrán a -80°C. Es poco probable que suceda, pero si algún sujeto tiene algún efecto adverso grave después del consumo de jugo, el participante será retirado del estudio dependiendo de su situación por motivos de seguridad.

La preparación de muestras de orina y plasma recolectadas en los días 13 y 48 (3 días después del consumo de jugo de arándano/placebo) seguirá los protocolos establecidos. Los datos de LC-HRMS (cromatografía líquida - espectrometría de masas de alta resolución) se normalizarán e importarán a SIMCA (versión 13.0.3, Umetrics, Umea, Suecia) para usar modelos PLS-DA (Análisis discriminante de mínimos cuadrados parciales)/OPLS-DA (Análisis discriminante de mínimos cuadrados parciales ortogonales) previamente establecidos para identificar ciegamente a los consumidores de jugo de arándano. Los resultados se enviarán a Ocean Spray para su verificación.

Objetivo específico 2:

Las muestras fecales de referencia y las muestras fecales recolectadas alrededor del día 30, 65 (21 días después del consumo de jugo de arándano/placebo) se analizarán para determinar la composición del microbioma. El ADN microbiano genómico se extraerá de las muestras de heces utilizando los kits de aislamiento de ADN del suelo MoBlo Power. El cambio de la microbiota en el intestino se correlacionará con los cambios del metaboloma en la orina mediante análisis de redundancia y discriminante. La mucina fecal y la IgA (inmunoglobulina A, indicadores de la barrera intestinal), los ácidos grasos de cadena corta y el amoniaco de las muestras de heces se analizarán mediante kits de ensayo específicos o el método HPLC (cromatografía líquida de alta resolución).

Objetivo específico 3:

La preparación de muestras de orina y plasma recolectadas en los días 30 y 65 (21 días después del consumo de jugo de arándano/placebo) seguirá los protocolos establecidos. Los análisis UHPLC (cromatografía líquida de rendimiento ultraalto) -Q-Orbitrap-HRMS (espectrometría de masas de alta resolución), el procesamiento de datos multivariante y el análisis estadístico serán los mismos que el proceso experimental que se describe en el objetivo específico 2.