Biodisponibilidad de hierro y zinc de papas biofortificadas

Tipo de estudio y población Ensayo aleatorizado doble ciego de papas naturalmente biofortificadas a realizarse en Huancavelica, Perú. Se reclutarán alrededor de 100 mujeres y 80 hombres de 18 a 45 años que vivan en la ciudad de Huancavelica.

ÉTICA Las solicitudes fueron presentadas y aprobadas por el Comité de Ética en Investigación (REC) de la Facultad de Medicina y Salud (FMH) de la Universidad de East Anglia en Norwich (Reino Unido) y un REC del Instituto de Investigación Nutricional (IIN) en Perú.

Todos los participantes serán completamente informados de todos los procedimientos y se les dará la oportunidad de hacer preguntas y recibir más detalles que los participantes requieran.

Los procedimientos (muestras de sangre, muestras de orina, antropometría, recordatorio dietético) se explicarán a las personas que acepten participar en la evaluación inicial y se invitará a los participantes a firmar el primer formulario de consentimiento.

MÉTODOS ESPECÍFICOS PARA EL ESTUDIO DEL HIERRO (Fase 1) Tamaño de la muestra El estudio requiere una inscripción de un total de 30 mujeres para permitir que el 33% no se adhiera al protocolo, para llegar a un tamaño de muestra final de 20 mujeres. Los investigadores estiman que es posible que necesiten evaluar a unas 100 mujeres.

Estado nutricional Como parte de la evaluación, todos los candidatos potenciales serán pesados ​​y medidos utilizando equipos estandarizados.

Medición de la actividad física Se pedirá a todos los participantes que utilicen un actígrafo (un acelerómetro triaxial) que mide la actividad física (movimiento) en tres dimensiones.

Muestra de sangre Un miembro del equipo de estudio debidamente capacitado recolectará una muestra de sangre venosa (aproximadamente 6 ml en un tubo de ensayo con heparina) para medir la ferritina, la hemoglobina y la PCR (detección y 3 veces más: línea de base, 16 y 40 días después del primer día de la ingesta de patata).

Muestra de orina Se pedirá a los participantes que proporcionen una muestra de orina (30 ml) para realizar una prueba de embarazo con una tira reactiva.

Encuesta sociodemográfica y de seguridad alimentaria Los investigadores incluirán una encuesta socioeconómica y el cuestionario de seguridad alimentaria de la ELCSA, ambos se aplicarán a todos los participantes inscritos.

Procedimientos del estudio De acuerdo con los resultados de la selección y la revisión de los criterios de inclusión y exclusión y después de la información y verificación de que los participantes comprenden el formulario de consentimiento del estudio del hierro, se invitará a los sujetos a participar. Los participantes consentidos serán asignados aleatoriamente a consumir uno u otro de los dos tipos de papa (biofortificada-A o no-B). La primera variedad de patata se dará durante las 2 primeras semanas (día 1-12) y la segunda secuencia entre los días 15-26, (en ambos casos excluyendo los días de fin de semana sábado y domingo). Las patatas se cocerán en agua y se ofrecerán trituradas.

Se tomarán muestras de sangre en 5 ocasiones, 1) en la selección para verificar el cumplimiento de los criterios de exclusión e inclusión; luego, el día 1 antes de que los participantes comieran el primer tipo de patata, el día 15 antes de comer el segundo tipo de patata, el día 26 después de comer ambos tipos de patata y el día 40 dos semanas después de comer toda la patata.

Consumo de la patata A cada participante se le servirán 500 g de patata repartidos en dos raciones de 250 g cada una. cada participante tomará, según su asignación, 0,3 mg de 57FeSO4 (papa Peruanita) o 0,3 mg de 58FeSO4 (papa biofortificada), diluidos en 50 ml de agua destilada, que deberán beber mientras los participantes comen la papa - a la mitad de la comida. Además, cada participante recibirá 200 ml de agua destilada para beber. Los isótopos serán proporcionados por ETH (Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zúrich). Además, los isótopos que utilizarán los investigadores son isótopos estables, es decir, los participantes existen de forma natural en el medio ambiente y, como tales, no suponen ningún riesgo.

Recolección de muestras biológicas para la medición de hierro utilizando isótopos estables Se recolectarán muestras de sangre durante todo el período de intervención como se describió anteriormente y se enviarán a ETH, Zurich, siguiendo los procedimientos operativos estándar. Los participantes serán informados y darán su consentimiento para la transferencia y uso de sus muestras fuera de Perú para los fines de este estudio de investigación. Las muestras se anonimizarán y no se transportarán con datos de identificación personal.

En cuanto al procesamiento, las muestras se mezclarán con NO3 y H2O2 y se digerirán en un microondas, seguido de la separación del hierro de la matriz sanguínea mediante cromatografía de intercambio aniónico y un solvente (diluyente) o extracción del solvente usando destilado.

Los isótopos se analizarán utilizando un espectrómetro de masas multicolector inductivo acoplado a plasma (Neptune; Thermo Finnigan). La cantidad de los isótopos de hierro marcados 57Fe y 58Fe se medirá 14 días después de que se haya completado el consumo de ambos tipos de patata. El cálculo (de absorción) se realizará considerando el volumen de sangre estimado de los sujetos en función del peso, la altura y la concentración de hemoglobina medida del sujeto (considerando el promedio de la muestra de sangre inicial y final). El cálculo se basa en el principio de dilución isotópica considerando como factor el marcador isotópico de hierro en lugar del marcador monoisotópico8. Para el cálculo de la fracción absorbida, los investigadores supondrán una incorporación del 80% del hierro absorbido.

MÉTODOS ESPECÍFICOS PARA EL ESTUDIO DEL ZINC (Fase 2) Tamaño de la muestra El estudio requiere un tamaño de muestra de 40 mujeres. Esto permite una pérdida del 40% para llegar a un total final de 24 mujeres.

Procedimientos De acuerdo con los resultados de la selección, y después de verificar que los participantes cumplan con todos los criterios de inclusión y ninguno de los criterios de exclusión, se invitará a los participantes a participar en la parte de zinc del estudio. Para este participante se le dará el segundo formulario de consentimiento para leer y aquellos que acepten y firmen el formulario serán invitados a participar en el estudio.

Las personas que acepten serán asignadas aleatoriamente a comer uno u otro tipo de patata (biofortificada-A o no-B). A todos los participantes se les darán ambos tipos de patata pero en diferente orden, de esta forma cada participante será su propio control. La primera variedad de patata se entregará el día 1, tras la aceptación de participar en el estudio, y tras aceptar y firmar el consentimiento informado para esta parte: (protocolo de consumo y segunda variedad se consumirá 29 días después (el orden de variedades de patata serán asignados aleatoriamente).

Los investigadores tomarán muestras de sangre en tres ocasiones: el enrolamiento y los días 1 y 29 (los días en que los participantes comen la patata) tras un ayuno de 8 horas (comida) y 6 horas (líquidos).

Mediciones del estudio Antropometría Como parte de la selección, todos los candidatos potenciales serán pesados ​​y medidos utilizando equipos estandarizados. De acuerdo con su peso e IMC, los investigadores decidirán si los participantes son elegibles.

Se pedirá a los participantes que den su consentimiento que proporcionen una muestra de sangre venosa (aproximadamente 10 ml en un tubo de ensayo con heparina). El plasma y los glóbulos rojos empaquetados se obtendrán de las muestras de sangre y se almacenarán a <18oC.

Muestra de orina Los participantes que hayan dado su consentimiento proporcionarán una muestra de orina (30 ml) como parte de la fase de selección para realizar una prueba de embarazo. Los días 1, 3, 4, 5, 6, 7, 29, 32, 33, 34, 35 y 36 los investigadores recolectarán muestras de orina para analizar el contenido de zinc. Cada día, los investigadores necesitan 100 ml de orina, recolectada por la mañana (entre las 7 y las 12 de la mañana).

Consumo de patata Los sujetos recibirán un total de 1000 g de patata en dos raciones de 500 g. La primera ración se dará en ayunas (al menos 8 horas de comida y 6 horas de bebida) y en dos raciones separadas (cada una de 250 g). Cuando los participantes hayan comido la primera ración de 250 g, el sujeto recibirá 0,25 mg de 67Zn diluidos en 50 ml de agua embotellada y luego los participantes recibirán la segunda ración de patata. Dos horas más tarde, los participantes recibirán una infusión intravenosa de 70 Zn (200 ug) diluidos en 50 ml de agua embotellada. Después de otras 2 horas, los participantes recibirán las segundas dos porciones de patata y, como antes, después de la primera porción, los participantes recibirán 0,25 mg de 67Zn diluidos en 50 ml de agua embotellada. Durante este periodo y durante las 3 horas siguientes a la segunda ración de patata el sujeto no consumirá ningún alimento ni líquido, salvo agua que se le facilitará a los participantes. Cada sujeto recibirá 200 ml de agua con cada comida y 200 ml de agua entre comidas. Actualmente, el uso de isótopos es el mejor método para medir la absorción de zinc. Además, los isótopos que se utilizarán son isótopos estables, es decir, los participantes existen naturalmente en el medio ambiente y no representan ningún riesgo. No se puede consumir ningún alimento o bebida durante al menos 3 horas después de comer la porción final de patata.

Muestras de sangre para la medición de zinc Los investigadores tomarán un total de tres muestras de sangre en total. Absorción mediante isótopos estables (Día 29) Las muestras de sangre recogidas se enviarán a ETH, Zúrich. ETH realizará el análisis de CRP para Zinc. La CRP se medirá utilizando un kit ELISA. La concentración de zinc en plasma se medirá mediante espectrometría de masas acoplada con plasma de inducción.

Muestras de orina para la medición de zinc utilizando isótopos estables Las muestras de orina se concentrarán mediante liofilización y luego se mineralizarán mediante digestión en un horno de microondas (MLS-Turbowave; MLS GmbH) utilizando una mezcla de HNO3 y zinc aislado de la matriz maestra mediante intercambio iónico cromatografía Los investigadores utilizarán ácidos ultrapuros para la preparación de las muestras.

Determinación de la absorción de zinc La sangre y la composición isotópica de zinc serán analizadas por duplicado en el Laboratorio de Nutrición Humana de la ETH. Las muestras de orina se mineralizarán mediante digestión con microondas (MLS-ETHOS plus; MLS GmbH) utilizando una mezcla de HNO3 y H2O2 y zinc aislado de la matriz de la muestra mediante cromatografía de intercambio iónico (Wegmuller et al 2014). Todos los ácidos utilizados para la preparación de las muestras serán ultrapuros. Se medirán las proporciones isotópicas de 70Zn:66Zn y 67Zn:66Zn para determinar el enriquecimiento de 70Zn y 67Zn en las muestras de orina mediante el uso de un espectrómetro de masas de plasma acoplado inductivamente de colector múltiple de campo de sector magnético de doble enfoque de alta resolución (Finnigan Neptune; Thermo Electron). 12 La absorción fraccional de la dosis de 67Zn de las comidas de prueba se calculará utilizando la administración oral a i.v. método de proporción de trazadores aplicado a muestras de orina puntuales, según los principios descritos por Friel et al.

Registro de alimentos de 7 días Utilizando el método de registro de todos los alimentos consumidos durante un período de 7 días, los investigadores pueden obtener información sobre todos los alimentos consumidos en una semana (incluidos los sábados y domingos). Para lograr esto, los investigadores pedirán a los sujetos que hagan un registro de todos los alimentos consumidos, los detalles de la preparación de los alimentos y todas las bebidas (incluida el agua) que los participantes hayan comido o bebido. Los participantes deben anotar la comida en la que se consumieron los alimentos y bebidas, y el tiempo que se tardó en ingerirlos (desayuno, almuerzo, cena y entre comidas (meriendas) y la cantidad ingerida en cada momento del día. Para ello, los investigadores entregarán a los sujetos una tableta en la que registrarán el consumo/comidas y también tomarán una foto de todos los alimentos ingeridos.

MÉTODOS ESPECÍFICOS PARA LA EVALUACIÓN DEL IMPACTO Los datos sobre la ingesta dietética, la ferritina sérica y la biodisponibilidad del hierro se utilizarán para dos enfoques de modelado. En primer lugar, los investigadores aplicarán el método de años de vida ajustados por discapacidad (DALY), que es un método apropiado para estimar los impactos nutricionales y de salud de los cultivos biofortificados. Esto se basará en modelos que han sido desarrollados conjuntamente por el CIP y el IIN que han hecho suposiciones sobre la biodisponibilidad de hierro y zinc de las papas. En segundo lugar, los investigadores utilizarán datos sobre la ingesta habitual de hierro, las concentraciones de ferritina sérica y los requisitos fisiológicos calculados de hierro para adaptar un modelo de estimación de la biodisponibilidad del hierro en la dieta en Europa, la región andina y, en general, en países de ingresos bajos y medios.