El efecto del complejo aislado de proteína de soya y polifenol de uva Concord (GP-SPI) en la microbiota intestinal

El estudio propuesto investigará cómo la suplementación a corto plazo con GP-SPI puede modificar la comunidad microbiana intestinal en participantes sanos mientras se monitorea la función/salud del hígado y los riñones.

Significado:

Las propiedades bioquímicas del ingrediente alimentario GP-SPI están bien documentadas y los suplementos de GP-SPI y SPI se han probado ampliamente en ratones. El estudio propuesto es una continuación lógica de los estudios en animales, que mostraron que, en comparación con los ratones de control alimentados con una dieta alta en grasas (HFD) complementada con SPI solo, los ratones alimentados con una HFD isocalórica complementada con GP-SPI exhibieron una mayor resistencia al aumento de peso. adiposidad e intolerancia a la glucosa. Estos efectos estuvieron acompañados de cambios en la composición de la microbiota intestinal murina, incluida una mayor abundancia del microbio Akkermansia muciniphila, asociado con la resiliencia metabólica. Se observaron cambios similares en la microbiota intestinal en ratones delgados alimentados con una dieta baja en grasas (LFD) suplementada con GP-SPI.

La clase de polifenoles de proantocianidina de tipo B (PAC) que se encuentran en las uvas, especialmente en la piel y las semillas, se ha asociado con beneficios para la salud; sin embargo, los PAC se absorben mal y alcanzan concentraciones elevadas solo en el colon, lo que genera interrogantes sobre los mecanismos de acción. Estudios anteriores mostraron que los PAC dietéticos de uva y arándano alteran la microbiota intestinal en asociación con la resiliencia metabólica. Los PAC también son biotransformados por las bacterias intestinales para producir metabolitos microbianos (MM) que pueden contribuir a los beneficios para la salud.

Diseño y métodos de investigación

Los posibles participantes serán reclutados a través de folletos publicados localmente en los campus de la Universidad de Rutgers y enviados a las listas de correo electrónico de las universidades. Las personas interesadas serán seleccionadas según criterios de inclusión y exclusión.

Los sujetos inscritos comenzarán el estudio de 17 días.

Procedimientos de estudio

• Se inscribirán treinta sujetos.
• Lista de alimentos: los participantes mantendrán su dieta habitual, excepto por una lista proporcionada de alimentos ricos en PAC de los que se les pedirá que se abstengan durante un período de lavado de 5 días y durante la intervención de 10 días. La lista de alimentos se proporciona a continuación. El objetivo es tener GP-SPI como fuente principal/única de PAC en la dieta durante el período de estudio.
• Lavado y SPI (Día -5 a -1): El día -5 (antes de la línea de base) antes de cualquier suplementación, cada sujeto recolectará su muestra de heces y orina. Luego, cada sujeto consumirá SPI dos veces al día (proporcionado como paquetes previamente pesados ​​de 20 g) durante un período de lavado de 5 días (días -5, -4, -3, -2 y -1). Se indicará a los sujetos que mezclen cada paquete de SPI en 250 ml de agua o en un batido (se proporcionará un ejemplo de receta a continuación) usando los alimentos permitidos como se detalla en las instrucciones y consumir una vez por la mañana antes del desayuno y una vez por la noche antes de la cena.
• Día 0: Al día siguiente, cada sujeto recogerá sus muestras de heces y orina de referencia (día 0). Una enfermera del estudio les extraerá una muestra de sangre. La sangre se usará para la prueba de CMP y el suero preparado se dividirá en alícuotas y se almacenará a -80 °C hasta que se procese para el análisis de marcadores y la metabolómica. El análisis de las muestras del día 0 debería ayudar a aislar cualquier efecto debido solo a SPI de las muestras posteriores recolectadas durante la intervención de GP-SPI. El día 0, los sujetos dejarán muestras de orina y heces en IFNH y recogerán paquetes de GP-SPI. En el Día 0, los participantes también se tomarán un descanso del consumo de SPI y comenzarán la suplementación con GP-SPI en la mañana del Día 1.
• GP-SPI (Día 1 - 10): Cada sujeto recibirá veinte paquetes de GP-SPI de 20 g previamente pesados. El día 1, se indicará a los sujetos que mezclen cada paquete de GP-SPI en 250 ml de agua o en un batido (se proporcionará un ejemplo de receta, consulte a continuación) usando los alimentos permitidos como se detalla en las instrucciones y consumir la mezcla de GP-SPI una vez al día. la mañana antes del desayuno y una vez por la noche antes de la cena durante 10 días consecutivos.
• Los sujetos recibirán una licuadora personal para la preparación de batidos (valor ~ $ 25) que pueden conservar.
• Diario digital de alimentos: se les pedirá a los participantes que tomen fotos de todos sus alimentos y bebidas (excepto el agua), incluidos los suplementos del estudio, con su dispositivo informático móvil personal (p. teléfono inteligente, iPad o similar). Los participantes deberán descargar la aplicación móvil gratuita WhatsApp para enviar fotos con una breve descripción de los alimentos. Las fotos y la descripción de los alimentos también se pueden enviar a una dirección de correo electrónico creada para este estudio (food4microbes@sebs.rutgers.edu). El diario de alimentos debe mantenerse durante los 5 días de SPI y el período de lavado, el día 0 (día de descanso), el período de intervención de 10 días de GP-SPI y hasta la última extracción de sangre el día 11 (17 días en total) .
• Muestras de heces: a los sujetos se les proporcionarán tubos que contengan 95 % de etanol y/o tubos que contengan 50 % de glicerol (50 % de agua) junto con accesorios de papel higiénico para facilitar la recolección de muestras fecales; cada participante recibirá instrucciones sobre el uso de materiales de recolección de heces. Las muestras fecales se dividirán en alícuotas y se almacenarán a -80 °C hasta su extracción. La recolección de muestras fecales en glicerol al 50 % y la congelación inmediata permitirán el cultivo de bacterias intestinales para experimentos in vitro.
• Formulario de la escala de heces de Bristol: los sujetos recibirán el formulario de la escala de heces de Bristol (BSS) y se les pedirá que lo completen para las muestras de heces que recolecten los días -5, 0, 2, 4, 6, 8 y 10 del estudio. Se ha demostrado que la consistencia de las heces se correlaciona fuertemente con la riqueza y composición de la microbiota intestinal, los enterotipos y las tasas de crecimiento bacteriano. Se reclutarán sujetos que informen al menos una evacuación intestinal por día para facilitar el cumplimiento del protocolo del estudio. Además, el formulario BSS contiene una columna adicional para capturar información sobre la menstruación durante el tiempo de recolección de muestras, ya que esta variable podría afectar los perfiles de metabolitos o bacterias.
• Muestras de orina: los sujetos recibirán recipientes de recolección estériles para la recolección de muestras de orina los días 2, 4, 6, 8, 10 y se les pedirá que mantengan las muestras en un refrigerador a 4 °C hasta el transporte al laboratorio para mantener la estabilidad de los metabolitos. Se les pedirá a los sujetos que lleven sus muestras al laboratorio lo antes posible, dentro de los 2 o 3 días posteriores a la recolección, para su procesamiento. Las muestras de orina se dividirán en alícuotas y se almacenarán a -80 °C hasta su procesamiento para estudios de metabolómica.
• Muestra de sangre: el día 11, a los sujetos se les extraerá una muestra de sangre final. La sangre se usará para la prueba de CMP y el suero preparado se dividirá en alícuotas y se almacenará a -80 °C hasta que se procese para el análisis de marcadores y la metabolómica.

Las muestras se utilizarán para un estudio longitudinal de asociación de todo el microbioma (MWAS) para identificar las especies/cepas de bacterias intestinales que están asociadas positiva o negativamente con la suplementación con GP-SPI. El análisis de metabolómica se realizará en muestras de orina, heces y sangre recolectadas para identificar/cuantificar metabolitos conocidos y desconocidos. La secuenciación metagenómica de escopeta se realizará en muestras fecales para generar borradores de genomas de alta calidad para la identificación a nivel de especie/cepa. Estos conjuntos de datos dinámicos servirán como entrada para que el MWAS correlacione los niveles crecientes/decrecientes de especies/cepas bacterianas intestinales con los metabolitos crecientes/decrecientes. Estas asociaciones de bacterias y metabolitos se utilizarán luego para inferir relaciones causa-efecto que se pueden probar más a fondo in vitro y en modelos de ratón. Esperamos que la finalización exitosa de estos estudios contribuya a las explicaciones mecánicas de cómo los polifenoles dietéticos, como los PAC de uva, alteran la microbiota intestinal y el MM resultante para promover la salud metabólica.