Prebióticos y dieta para reducir el intestino "permeable" en familiares de primer grado de pacientes con enfermedad de Crohn

1. Fondo:

   La enfermedad de Crohn (EC) es una inflamación intestinal crónica que afecta aproximadamente a 130 000 canadienses. Su incidencia y prevalencia está aumentando en todo el mundo. Se desconoce la etiología de la enfermedad; sin embargo, se cree que su patogénesis está mediada por bacterias intestinales comensales, afectadas por factores ambientales en un huésped genéticamente susceptible. Está bien establecido que la susceptibilidad a la EC tiene un fuerte componente genético con hasta un 12% de los pacientes con antecedentes familiares de enfermedad inflamatoria intestinal (EII). Los estudios de asociación del genoma completo (GWAS) han identificado más de 230 polimorfismos de un solo nucleótido (SNP) asociados con la EII. Sin embargo, los SNP asociados con el riesgo parecen explicar solo una parte de la heredabilidad de la EII observada, ya que muchas personas sanas y familiares de pacientes con enfermedad de Crohn que portan estos alelos de riesgo nunca desarrollan la enfermedad.

   El microbioma intestinal, que también está implicado en la patogenia de la EC, también tiene cierto grado de herencia. Hasta un tercio de las bacterias intestinales son hereditarias, lo que aumenta la posibilidad de que variantes genéticas específicas del huésped den forma a la variabilidad individual en los perfiles microbianos. Un estudio con 582 individuos sanos encontró que un alto riesgo genético de EII estaba asociado con una disminución en la abundancia relativa de la Roseburia productora de butirato. La dieta de forma independiente puede afectar el microbioma intestinal a corto y largo plazo. Los estudios basados ​​en la población en EII indican una fuerte asociación de ingestas dietéticas altas de grasas totales, ácidos grasos poliinsaturados n-6 (PUFA) y carnes con un mayor riesgo de EII, mientras que una ingesta alta de frutas y verduras disminuye ese riesgo. Los estudios en animales han descrito los mecanismos subyacentes a la patogenia de las dietas ricas en grasas en la colitis, incluida la disminución del área de células de Paneth y una menor producción de péptidos antimicrobianos por parte de las células de Paneth en el intestino delgado; número reducido de células caliciformes y menos mucina secretada por las células caliciformes en el intestino delgado; niveles reducidos de proteínas de unión estrecha como ocludina en el íleon, ilustrado además por el aumento de la permeabilidad del intestino delgado; aumento de la secreción de IL-6 en el colon; y finalmente amplió la abundancia de patobiontes, como Atopobium y Proteobacteria en las heces. Estos datos sugieren que una dieta rica en grasas (como ejemplo de la dieta occidental) tiene un efecto significativo sobre la inmunidad intestinal y la función de barrera junto con la inducción de disbiosis y expansión de patobiontes que finalmente pueden predisponer al desarrollo de enfermedad inflamatoria intestinal.

   Los PUFA N-6 se han identificado como un factor de riesgo para la EII. Los canadienses actualmente consumen del 5 al 10 % de la energía dietética de PUFA n-6, debido al mayor consumo de aceites vegetales recomendado por la Guía Alimentaria de Canadá. Mientras tanto, el consumo de PUFA n-3 (ácido docosahexaenoico y ácido eicosapentaenoico) con acciones antiinflamatorias, representan solo el 0,15% de la energía dietética. Tanto los PUFA n-6 como los n-3 son precursores de los eicosanoides que regulan la inflamación pero en medios polarizantes. Los PUFA N-6 promueven la producción de prostaglandinas proinflamatorias de la serie 2 (como la prostaglandina E2, PGE2), tromboxanos y leucotrienos de la serie 4 y también exacerban la colitis murina en varios modelos. Por el contrario, los PUFA n-3 tienen propiedades antiinflamatorias que conducen a la serie 3 de PGE, los leucotrienos de la serie 5 y las resolvinas, que reducen la translocación de los mediadores inflamatorios al sitio de la lesión. Sin embargo, los estudios clínicos han mostrado resultados contradictorios sobre el uso de aceite de pescado como fuente de AGPI n-3 en la EII. Anteriormente se demostró que el aceite de pescado puede causar enriquecimiento con patobiontes intestinales y empeorar la mortalidad durante la colitis infecciosa en ratones cuando se agrega a una dieta rica en AGPI n-6, pero no si se combina con otros ácidos grasos, lo que revela la importancia de la dieta de fondo. Por lo tanto, se propone que una dieta con PUFA n-6 reducido pero mayor ingesta de fibra sea protectora en la EII.

   El aumento de la permeabilidad del intestino delgado o el llamado "intestino permeable" se ha asociado con muchas afecciones crónicas como la obesidad, la diabetes tipo 2 y la EII. El aumento de la permeabilidad intestinal también es uno de los factores de riesgo patogénicos potenciales para la EC identificados en hasta el 20 % de nuestra población de estudio longitudinal de 10 años de familiares sanos de primer grado (FDR) de pacientes con enfermedad de Crohn. Además, ciertas dietas, como las dietas ricas en grasas, ricas en glucosa o ricas en fructosa, también pueden causar disfunción de la barrera y aumentar la permeabilidad intestinal, lo que aumenta el riesgo de desarrollar endotoxemia metabólica e inflamación intestinal crónica. Por el contrario, la reducción de la permeabilidad del intestino delgado atenúa la colitis experimental. Estos hallazgos sugieren que la reducción de la permeabilidad intestinal puede reducir los factores de riesgo que conducen al desarrollo de CD en FDR de pacientes con CD.

   Los estudios realizados con modelos animales y voluntarios sanos describieron una reducción de la permeabilidad intestinal tras el consumo de β-fructanos. Sin embargo, la eficacia de los prebióticos en la EII experimental también depende de la composición de la dieta de base. Recientemente descubrimos que el efecto protector de los β-fructanos en la colitis de rata HLA-B27 está modulado por la ingesta de PUFA n-6 y n-3. Estos datos destacan que los prebióticos de tipo β-fructano son beneficiosos, pero también sugieren que la composición de lípidos de la dieta puede modular los resultados clínicos. Dado que la mayoría de los canadienses consumen una dieta rica en PUFA n-6 / baja en n-3, proponemos que una combinación de ácidos grasos que incluya PUFA n-3 superará el efecto de los PUFA n-6 sobre los β-fructanos y (aún más) mejorará la respuesta clínica.

2. Hipótesis y objetivos del estudio:

Con base en la eficacia de los β-fructanos para reducir la permeabilidad intestinal y regular la inmunidad intestinal que se muestra en modelos experimentales y estudios clínicos con participantes sanos, así como el efecto de la dieta en el microbioma intestinal, el desarrollo de colitis y la actividad de los prebióticos, planteamos la hipótesis de que los β-fructanos en combinación con una dieta alta en PUFA n-3/baja en PUFA n-6 (similar a una dieta mediterránea) puede reducir la permeabilidad del intestino delgado y prevenir la inflamación intestinal crónica en FDR de pacientes con EC, asociada con un mejor metabolismo de la microbiota intestinal.

Para dar cumplimiento a esta hipótesis se proponen los siguientes objetivos:

1. Evaluar si la administración oral de β-fructanos y los cambios en la dieta pueden mejorar la permeabilidad del intestino delgado (medida por la lactulosa y el manitol excretados por la orina) en aquellos FDR con permeabilidad anormal.
2. Evaluar qué mecanismos de protección están asociados con los cambios de permeabilidad, como alteraciones en la circulación de zonulina, péptido similar a la glucagón 2 (GLP-2) y endotoxina plasmática, así como cambios en la composición de la microbiota intestinal y la producción de ácidos grasos de cadena corta.
3. Diseño del estudio:

Los participantes (familiares de primer grado de pacientes con EC; 40 en total) serán aleatorizados para recibir β-fructanos (dosis diaria de 12 gramos de Prebiotin®, inulina enriquecida con oligofructosa en proporción 1:1, equivalente a Orafti®Synergy1, suministrado por Jackson GI médica), o placebo (maltodextrina digerible, dosis diaria de 5 gramos, isocalórica a 12 g/día de Prebiotin®), así como intervención dietética. Para controlar la ingesta de PUFA n-3 y n-6, los participantes recibirán asesoramiento nutricional por parte de un dietista certificado. El patrón de dieta mediterránea (MDP) (también llamado a continuación "Dieta baja en PUFA n-6") con aumento de PUFA n-3, ácidos grasos saturados (SFA) y ácidos grasos monoinsaturados (MUFA) y reducción de la ingesta de alimentos de PUFA n-6 será adoptada como dieta adecuada baja en PUFA n-6. Se recomendará a los participantes que no serán asignados a la "Dieta baja en PUFA n-6" que sigan las recomendaciones de la Guía alimentaria de Canadá ("Dieta de control"). Por lo tanto, este estudio controlado con placebo involucrará a 2 grupos de intervención con 20 participantes en cada brazo: 1) Prebiotina + "Dieta baja en PUFA n-6"; 2) Placebo + Dieta de Control

La permeabilidad intestinal se evaluará utilizando la relación lactulosa/manitol (en las semanas 0 y 6), así como marcadores séricos/plasmáticos de permeabilidad intestinal que incluyen zonulina, péptido similar a la glucagón 2 (GLP-2) y lipopolisacáridos (LPS) (semanas 0 y 6). También estudiaremos el efecto del producto prebiótico y la dieta sobre la composición y actividad de la microbiota fecal (como ácidos grasos de cadena corta y ácidos biliares fecales) (semanas 0 y 6). También se prestará atención a la seguridad y tolerabilidad de estos prebióticos en FDR mediante cuestionarios relacionados con eventos adversos/dispepsia y hábitos gastrointestinales (semanas 0, 3 y 6).

Dado que la dieta también forma parte del estudio de intervención y se cree que juega un papel en la permeabilidad intestinal y la actividad prebiótica, todos los participantes recibirán asesoramiento dietético y se espera que cumplan con la dieta recomendada. La ingesta dietética a largo plazo se correlaciona con los taxones de bacterias en el individuo, por lo que es importante cuantificar esto antes de la intervención dietética. Los participantes completarán la versión en línea del Canadian Diet History Questionnaire II (C-DHQ II), que es un cuestionario de frecuencia de alimentos para evaluar su dieta previa al estudio (dieta habitual) durante el último año. Para evaluar el cumplimiento de las dietas, los participantes completarán la adaptación canadiense de Automated Self-Administrated 24-hour (ASA24-Canada-2016), que es un recordatorio dietético validado de 24 horas. El dietista de investigación revisará los retiros del mercado y brindará comentarios a los participantes en función de los resultados, para respaldar los cambios en las dietas. Además, los participantes completarán la Puntuación de la porción dietética mediterránea (MDSS). El MDSS es un instrumento validado que se utiliza para medir la adherencia a los MDP en función del consumo de porciones de alimentos y grupos de alimentos. El ASA-24 y el MDSS se completarán a las 0, 3 y 6 semanas del estudio.

El estudio tendrá una duración de 6 semanas desde el inicio, donde los participantes del estudio recibirán un tratamiento con prebióticos o un placebo (maltodextrina) además de asesoramiento e intervención dietéticos.

La ingesta oral de inulina enriquecida con oligofructosa en un modelo de colitis en ratas, así como en pacientes con colitis ulcerosa (UC), pudo aumentar las bifidobacterias fecales y aumentar las bacterias productoras de butirato potencialmente protectoras y su producción de butirato en el colon y alterar la producción de citoquinas en el colon para favorecer un perfil más antiinflamatorio. En el estudio propuesto actual, evaluaremos si tales cambios en la microbiota impulsados ​​por los prebióticos y la dieta también se asociarán con la reducción de la permeabilidad del intestino delgado en la población sana con riesgo de desarrollar EC. Por lo tanto, mediremos la permeabilidad del intestino delgado al comienzo y al final del estudio, así como recolectaremos muestras de heces, sangre/suero y orina durante todo el ensayo.

El aumento de la permeabilidad del intestino delgado también puede ser causado por algunos medicamentos de uso generalizado, como los medicamentos antiinflamatorios no esteroideos (AINE), incluidos la aspirina y el ibuprofeno. Prácticamente todos los estudios coinciden en que todos los AINE convencionales aumentan la permeabilidad intestinal en humanos dentro de las 24 h posteriores a la ingestión y que esto es igualmente evidente cuando se toman a largo plazo. Para controlar este factor de confusión, excluiremos a las personas que toman AINE a diario. Además, solicitaremos a los participantes que dejen de tomar AINE 1 semana antes de la prueba de detección de permeabilidad.