Intervención probiótica para modificaciones del microbioma y mejoras clínicas en el síndrome de X frágil

Uno de los indicadores iniciales de salud, que refleja el estilo de vida y las tendencias de comportamiento de un individuo, es el microbioma y la microbiota intestinales humanos. La mayor parte del desarrollo del microbioma en las primeras etapas de la vida humana, junto con cambios significativos en su composición, ocurren dentro de los primeros 2 o 3 años de existencia. A pesar de los estudios en curso, aún no se ha logrado una comprensión integral de la funcionalidad de la microbiota intestinal, y su impacto potencial en diversos aspectos de la salud y la enfermedad sigue siendo un rompecabezas científico complejo. Un creciente conjunto de investigaciones se centra en la intrincada interacción entre el microbioma intestinal y el sistema nervioso central (SNC). La vía de señalización bioquímica bidireccional que conecta el tracto gastrointestinal y el SNC se conoce como eje intestino-cerebro. Este concepto se ha ampliado recientemente para abarcar el "eje microbiota-intestino-cerebro" o eje MGB, destacando la participación de la microbiota intestinal en las interacciones bioquímicas entre estos dos sistemas. Desde el momento del nacimiento, las sustancias químicas liberadas por la microbiota intestinal desempeñan un papel fundamental en la configuración del desarrollo del cerebro. Cualquier interrupción en esta interacción dinámica aumenta significativamente el potencial de trastornos del desarrollo neurológico (NDD). Además, los datos emergentes indican que la colonización microbiana temprana del tracto intestinal desempeña un papel en la regulación de la neurogénesis en el hipocampo. Además, en el contexto de la mielinización, un estudio realizado en Irlanda ilumina la posible participación de la microbiota del huésped en el control de la mielinización de la corteza prefrontal en el hielo. Los ratones libres de gérmenes exhiben un mayor número de axones hipermielinizados, acompañados de una pronunciada regulación positiva de genes asociados con la mielinización y la flexibilidad de la mielina. Por último, los metabolitos producidos por la microbiota intestinal parecen desempeñar un papel en el mantenimiento de la integridad de la barrera hematoencefálica del huésped e influyen en la permeabilidad paracelular. Los conocimientos obtenidos de estudios en modelos de ratón proporcionan indicaciones de que metabolitos específicos, como el acetato, el propionato y el butirato de sodio, están relacionados con ajustes en la integridad de la barrera hematoencefálica. Proponen que los probióticos podrían potencialmente reequilibrar la composición microbiana en el intestino humano, desempeñando así un papel en la terapia y prevención de problemas de salud mental como el estrés y los trastornos de ansiedad. El estudio de Wang et al. sobre los efectos probióticos-prebióticos en niños diagnosticados con trastorno del espectro autista (TEA) reveló una reducción de las bacterias patógenas (Clostridium) y un aumento de las beneficiosas (como las bifidobacterias), lo que resultó en una disminución de la gravedad del TEA y de las enfermedades gastrointestinales. síntomas. Este eje de comunicación bidireccional, que involucra varias vías de señalización, presenta un vasto ámbito para una mayor exploración. Las intervenciones destinadas a modular la microbiota intestinal, como la utilización de antibióticos, probióticos, prebióticos y potencialmente el trasplante de microbiota fecal (FMT), podrían ejercer influencia sobre los atributos clínicos y la progresión de las NDD. Los tipos más comunes de probióticos incluyen la levadura Saccharomyces boulardii, así como especies de los grupos Lactobacillus y Bifidobacterium. En ensayos clínicos, los probióticos mostraron potencial en el tratamiento de fenotipos conductuales y síntomas gastrointestinales similares a los del TEA, así como de los perfiles sensoriales en niños con TEA. En un estudio egipcio realizado de forma abierta, 30 niños con autismo recibieron suplementos probióticos durante un período de tres meses. Después de la suplementación, el análisis de muestras de heces mediante la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) reveló un aumento en la población de bacterias beneficiosas, específicamente Lactobacilos y Bifidobacterias. Además, se observaron mejoras notables en la gravedad de los síntomas del autismo entre los participantes. Este estudio sugiere que la intervención con probióticos podría ser prometedora como método complementario para mejorar el bienestar de las personas con TEA. Los efectos positivos observados sobre el equilibrio microbiano y la gravedad de los síntomas apuntan hacia una vía potencial para explorar el papel de los probióticos en el aumento de las estrategias de tratamiento para el autismo. Probióticos y microbioma intestinal en el síndrome de X frágil (FXS). El papel del microbioma intestinal en el síndrome de X frágil (FXS) sigue en gran medida inexplorado. Hasta donde sabemos, aún no se ha evaluado la relación entre el FXS en humanos y la microbiota intestinal. Sin embargo, los datos obtenidos del estudio Fragile X Online Registry with Accessible Database (FORWARD) revelaron que el consumo de fórmula infantil a base de soja se asocia con una mayor prevalencia de autismo, problemas gastrointestinales, alergias y conductas autistas más graves relacionadas con el lenguaje y la autocontrol. Comportamiento perjudicial en personas con FXS. Cabe señalar que los problemas gastrointestinales fueron la razón más frecuente citada para cambiar a la fórmula infantil a base de soja, con una tasa de uso reportada del 25% en la población del estudio FORWARD, que es significativamente más alta que la población general. Uno de los posibles mecanismos subyacentes a los efectos inducidos por la soja en el TEA y el SXF podría incluir un microbioma intestinal alterado. Además, existen varias investigaciones preclínicas que enfatizan el papel de la disbiosis y/o los probióticos en modelos animales de FXS. La microbiota humana y de ratón comparte un 89 % de similitud en los géneros bacterianos generales, lo que significa que el resultado debe ser realista y transferible entre especies al modelar enfermedades humanas en modelos animales. FXS es ​​un ejemplo destacado de desregulación epigenética y constituye la causa monogénica más prevalente de discapacidad intelectual (DI) y trastorno del espectro autista (TEA). El síndrome surge de una expansión alargada de la repetición del trinucleótido CGG que excede las 200 repeticiones, lo que conduce a una inhibición transcripcional debido a la hipermetilación del promotor y la región de repetición dentro de la 5'-UTR del gen de la ribonucleoproteína 1 mensajera X frágil (FMR1). La ausencia resultante o la expresión disminuida del producto genético codificado, FMRP, sustenta la manifestación del FXS. El silenciamiento epigenético de FMR1, mediado por la metilación del ADN y modificaciones de histonas que conducen a la pérdida de FMRP, extiende su influencia a todo el genoma y afecta a varios ARN no codificantes. En consecuencia, esta alteración afecta la transcripción de múltiples genes fundamentales para la plasticidad sináptica y las funciones neuronales, contribuyendo así al fenotipo FXS. El estudio realizado en 2022 comparó los perfiles epigenéticos de dos grupos distintos de ratones: un grupo que estuvo expuesto a Lactobacillus reuteri durante su desarrollo prenatal y otro grupo que recibió un tratamiento con placebo. La investigación se centró en 23 genes específicos conocidos por su implicación en funciones neurológicas. En particular, se identificó una disparidad sustancial y estadísticamente significativa en los patrones de metilación entre estos dos grupos. Es importante reconocer que las diferencias observadas en la metilación podrían verse influenciadas por variaciones genéticas inherentes al modelo de ratón. A pesar de esta posibilidad, estos hallazgos ganan credibilidad debido a las importantes disparidades detectadas entre los grupos de control y experimentales, que incluían compañeros de camada seleccionados al azar. En consecuencia, los investigadores se inclinaron por atribuir estos hallazgos a la influencia de una microbiota intestinal alterada, como lo sugieren sus resultados.

2. Cronogramas del estudio El estudio planea inscribir a 15 participantes con FXS, de entre 3 y 18 años. ambos sexos, durante un período de 1 año y completar todas las actividades relacionadas con el estudio antes de enero de 2025. Durante el período de estudio de 3 meses, los sujetos asistirán a tres visitas al Hospital Especial de Parálisis Cerebral y Neurología del Desarrollo, Belgrado, visitas de detección/inicial, de 6 semanas y de 3 meses. Además, se realizarán llamadas telefónicas de rutina una vez por semana durante el primer mes del estudio. Esta prueba tiene un diseño de sitio único. Todos los resultados y datos serán anónimos para proteger la confidencialidad del sujeto de la investigación.

3.Objetivos Objetivo principal

1. Evaluar la eficacia de una mezcla de probióticos que contiene Lactobacillus casei, Lactobacillus salivarius y Bifidobacterium breve, administrada por vía oral, una vez al día, durante 12 semanas a niños con síndrome de X frágil (FXS) de 3 a 18 años. sobre su comportamiento y procesamiento cerebral.

   Objetivos secundarios

2. Evaluación del vínculo entre: (i) modificaciones del microbioma por una mezcla de probióticos que contiene Lactobacillus casei, Lactobacillus salivarius y Bifidobacterium breve, administrada por vía oral, una vez al día, durante 12 semanas y (ii) manifestaciones conductuales en niños de 3 a 18 años diagnosticados con FXS.

3. Evaluación del vínculo entre: (i) modificaciones del microbioma por una mezcla de probióticos que contiene Lactobacillus casei, Lactobacillus salivarius y Bifidobacterium breve, administrada por vía oral, una vez al día, durante 12 semanas y ii) procesamiento cerebral (a. paradigma de habituación potencial relacionado con eventos y monitoreo de la mirada social utilizando Eye Tracker; b. Análisis EEG) en niños de 3 a 18 años diagnosticados con FXS.

   Objetivo espiratorio 1. Análisis de la composición del microbioma y evaluación de sus alteraciones y modificaciones (mediante una mezcla de probióticos que contiene Lactobacillus casei, Lactobacillus salivarius y Bifidobacterium breve, administrados por vía oral, una vez al día, durante 12 semanas) que pueden conducir a la clínica 4. Hipótesis: Diaria La intervención con una mezcla de probióticos que contiene Lactobacillus casei, Lactobacillus salivarius y Bifidobacterium breve dará lugar a: (i) modificaciones significativas del microbioma (aumento de la diversidad de la microbiota intestinal y cambios en la composición de la microbiota intestinal en dirección a bacterias beneficiosas) y (ii) en consecuencia, efectos clínicos. mejoría en niños, ambos sexos, de 3 a 18 años diagnosticados con FXS durante un período de tratamiento de 3 meses.

4. Hipótesis: la intervención diaria con una mezcla de probióticos que contiene Lactobacillus casei, Lactobacillus salivarius y Bifidobacterium breve conducirá a: (i) modificaciones significativas del microbioma (aumento de la diversidad de la microbiota intestinal y cambios en la composición de la microbiota intestinal en dirección a las bacterias beneficiosas) y (ii) consecuentemente a la mejoría clínica en niños, ambos sexos, de 3 a 18 años diagnosticados con FXS durante un período de tratamiento de 3 meses.
5. Diseño del estudio. Este es un ensayo abierto sin enmascaramiento, donde cada participante recibe probióticos durante 3 meses (12 semanas). Será una tarea de un solo grupo. En este enfoque, los participantes actúan como sus propios controles midiendo el microbioma y otros parámetros antes y después de tomar los probióticos. Se eligió este diseño porque el microbioma del individuo es altamente personalizado. Incluso dentro de una familia, los individuos pueden tener microbiomas distintos. La composición única del microbioma de un individuo puede tener implicaciones para la eficacia de los probióticos. Por lo tanto, se evaluarán para todos los cambios en los análisis y las puntuaciones entre el inicio y el período de estudio de 3 meses. Específicamente, se examinarán las modificaciones del microbioma que pueden estar asociadas con cambios en el comportamiento y el procesamiento cerebral. El estudio será aprobado por el IRB del hospital.

Los pacientes (hasta 15 personas de 3 a 18 años, ambos sexos) serán reclutados e incluidos en el estudio dentro de la Clínica X Frágil del Hospital Especial de Parálisis Cerebral y Neurología del Desarrollo en Belgrado, Serbia (más información en: https:// frágilx.org/our-research/fragile-x-clinics/international-support-clinics/#serbia). Al inicio del estudio, se realizará un historial médico detallado y un examen físico y neurológico, con todos los medicamentos y problemas médicos documentados para todos los participantes. En las primeras 4 semanas, cada paciente recibirá una llamada semanal para evaluar la tolerabilidad del probiótico y cualquier evento adverso (EA). La visita 2 se organizará después de 6 semanas y la visita final 3 después de 12 semanas del período de estudio. Cualquier cambio de medicamentos también se documentará durante las visitas. El examen y la documentación de los EA se repetirán en cada visita, mientras que CGI-I puntuará en la visita 2 y en la visita final 3. Las medidas de resultado se repetirán en la visita de seguimiento final a los 3 meses/final del tratamiento. Se recolectarán muestras de heces dos veces, en la visita inicial y final. Los análisis del microbioma se realizarán una vez, al final del estudio, cuando se recopilen todas las muestras y se envíen al laboratorio seleccionado. El cronograma completo de todos los procedimientos del estudio también se incluye en un formato de tabla a continuación. Probióticos seleccionados. Todos los participantes recibirán una mezcla de probióticos que contiene: (i) Lactobacillus casei BL 2401 (40%), (ii) Lactobacillus salivarius BL 2201 (40%) (iii) Bifidobacterium breve BL 3406 (20%). La cantidad total es 5 x109 UFC en una cápsula de HPMC, al final de su vida útil. Estas cepas están registradas y conservadas en la Colección Nacional Francesa de Cultivos de Microorganismos (CNCM, Collection Nationale de Cultures de Microorganismes). Están en la lista QPS (Calificados y de Presunción de Seguridad) de la EFSA y se consideran seguros para su uso en alimentos y productos dietéticos. Gracias a sus propiedades, esta mezcla de cepas de uso humano actuará como coadyuvante en la terapia de trastornos digestivos, cutáneos, respiratorios y del neurodesarrollo, con el objetivo de equilibrar la respuesta inmune y restaurar la microbiota intestinal y la barrera intestinal. Mediante el mapeo genético, las cepas se identificaron según criterios fenotípicos (morfología, pruebas bioquímicas, condiciones de crecimiento), pero también según criterios genotípicos (secuenciación del ADNr 16S). En estudios in vitro para cada una de las tres cepas específicas, se examinó y determinó lo siguiente: (i) resistencia a condiciones del tracto digestivo; (ii) adhesión a células de la mucosa intestinal; (iii) supervivencia y estabilidad a largo plazo; (iv) ausencia de transferencia de genes para la resistencia a los antibióticos; (v) la capacidad de estimular la secreción de IL-10 y (vi) antagonismo e inhibición del crecimiento de bacterias patógenas.

5. Manejo de datos y muestras y confidencialidad Los sujetos serán reclutados a través de la Clínica X Frágil del Hospital Especial de Parálisis Cerebral y Neurología del Desarrollo, Belgrado, Serbia. Los sujetos potenciales que estén interesados ​​en participar en el estudio serán preseleccionados por teléfono o en el sitio por el equipo de investigación. Esto también permitirá a los sujetos potenciales hacer preguntas relacionadas con el estudio y discutir el estudio en profundidad con el equipo de investigación. La revisión de los registros médicos de los sujetos es para información limitada y sólo para determinar la elegibilidad. Los datos se derivan de procedimientos clínicamente indicados y existe un riesgo mínimo para el sujeto. Sólo el personal de investigación tendrá acceso a los registros médicos. Sin una revisión inicial del historial médico con fines de detección, no sería posible identificar sujetos potenciales y confirmar su aplicabilidad para participar en el estudio. Una vez que se confirme la elegibilidad, se contactará a los sujetos para obtener su autorización para acceder y utilizar su información de salud para la investigación. Los registros del estudio de cada participante se archivarán en un cuadro de investigación y la información del sujeto se codificará para proteger la confidencialidad. Todos los gráficos se guardarán en un gabinete cerrado con llave o en una sala de archivos cerrada con llave. Los identificadores utilizados para identificar a los sujetos se guardarán en oficinas y/o gabinetes cerrados con llave, y la base de datos electrónica que contiene información personal se mantendrá en una red informática segura a la que solo podrá acceder el equipo de investigación de PI. Utilizaremos el sistema REDCap (Research Electronic Data Capture) para la gestión de datos. r. El sistema REDCap consta de aplicaciones seguras basadas en web que son lo suficientemente flexibles como para usarse en una variedad de tipos de investigación, brindan una interfaz intuitiva para que los usuarios ingresen datos y tienen reglas de validación en tiempo real (con verificaciones automatizadas de tipos y rangos de datos). ) en el momento de la entrada. Estos sistemas ofrecen una fácil manipulación de datos con pistas de auditoría para informar, monitorear y consultar registros de pacientes, así como un mecanismo de exportación automatizado a paquetes estadísticos comunes (SPSS, SAS, Stata, R/S-Plus). La información de salud de los sujetos, junto con los identificadores, se conservará con el investigador hasta la conclusión del estudio o cuando ya no sea necesario el acceso inmediato. Posteriormente, la información puede transferirse a registros para su almacenamiento a largo plazo. Cuando el investigador o cualquier agencia reguladora ya no requiera la información (pero no antes de 5 años), los documentos se destruirán de forma segura. Todo el personal del estudio tendrá acceso a los registros, datos y muestras del estudio. Si es necesario, el acceso a los registros y datos del estudio estará disponible para los representantes del IRB. Se informará a los sujetos inscritos que el personal del estudio y los representantes del IRB tendrán acceso a sus registros. Esto se incluirá en el formulario de consentimiento y también se revisará minuciosamente durante el proceso de consentimiento. Todo el personal de investigación tendrá capacitación actualizada en BPC para investigadores y personal involucrado en investigaciones con sujetos humanos. Además, se hará todo lo posible para garantizar que la información personal y médica del sujeto se mantenga privada; sin embargo, no podemos garantizar total privacidad. La información personal y médica del sujeto puede divulgarse si así lo exige la ley. Por ejemplo, reportar información sensible (como abuso infantil) a las autoridades locales si es necesario. Los resultados y los datos no están identificados para proteger la confidencialidad del paciente. El análisis de la eficacia del tratamiento se basará en cambios en los análisis y puntuaciones entre el inicio y el período de estudio de 3 meses. El criterio de valoración elegido a los 3 meses, basado en datos preliminares, proporciona un período de tratamiento razonable para evaluar los cambios en la respuesta y/o la correlación entre las medidas iniciales y de seguimiento. La Junta de Monitoreo y Seguridad de Datos (DSMB) no es necesaria para este tipo de investigaciones en las que Se examinarán los efectos de los probióticos. El investigador principal debe conservar los datos y/o los registros del banco de muestras y los documentos relacionados con la realización de este estudio, incluidos los formularios de consentimiento informado, los resultados de las pruebas de laboratorio y los registros del inventario de medicamentos, durante al menos 5 años después de la finalización o finalización del estudio. o durante el tiempo requerido por las autoridades sanitarias nacionales o locales pertinentes, el que sea mayor. Transcurrido ese plazo, los documentos podrán ser destruidos, sujeto a las normas locales. Los registros transferidos a otra parte serán anonimizados. Banco de muestras de heces: todas las muestras recolectadas para análisis de microbioma serán anonimizadas y solo contendrán el número de identificación del estudio del sujeto y la fecha/hora de recolección. Las muestras biológicas se procesarán, almacenarán y destruirán de acuerdo con los protocolos vigentes para muestras biológicas.

Retiro de sujetos Se informará a todos los sujetos y a sus padres/tutores legales autorizados que son libres de retirarse de la participación en este estudio en cualquier momento, por cualquier motivo y sin prejuicios. El investigador debe hacer todos los intentos razonables para mantener a los sujetos en el estudio; sin embargo, los sujetos deben ser retirados del estudio si retiran su consentimiento para participar. El investigador debe intentar contactar a los sujetos que no asistan a las visitas programadas por teléfono u otros medios para excluir la posibilidad de que un EA sea la causa de la abstinencia. Si esta fuera la causa, el EA debe documentarse, informarse y seguirse. El investigador también tiene derecho a retirar sujetos del estudio en cualquier momento por falta de efecto terapéutico que sea intolerable o inaceptable para el sujeto, por EA intolerables o inaceptables, enfermedades intercurrentes, incumplimiento de los procedimientos del estudio, razones administrativas o en opinión del investigador, para proteger el mejor interés del sujeto. Si un sujeto es retirado antes de completar el estudio, el motivo del retiro y la fecha de interrupción se registrarán en el formulario de informe de caso correspondiente. La información recopilada sobre un sujeto que haya terminado el estudio antes de tiempo, así como cualquier muestra de sangre y heces, se conservará para su análisis a menos que los cuidadores del sujeto soliciten específicamente que esta información se elimine del análisis. Los cuidadores serán informados de esto como parte del proceso de consentimiento y también se les recordará esto en caso de una terminación anticipada.

Riesgos para los sujetos Los riesgos anticipados más comunes debido a la participación en el estudio incluyen ansiedad, frustración, fatiga o vergüenza al responder cuestionarios, evaluaciones y pruebas del estudio, así como durante el historial médico y el examen. Se ofrecerán descansos a los sujetos según sea necesario. Los riesgos asociados con las extracciones de sangre incluyen hematomas, dolor y un ligero riesgo de infección en el lugar de entrada de la aguja para la extracción de sangre. Este sitio se limpiará cuidadosamente antes del sorteo y se aplicará un vendaje adecuado en el área. Los probióticos pueden causar problemas estomacales leves, especialmente los primeros días en que el niño comienza a tomarlos. Los niños pueden tener malestar estomacal, gases, diarrea. Estos síntomas suelen desaparecer una vez que el cuerpo se acostumbra a ellos.

El personal del estudio realizará llamadas telefónicas semanales durante el primer mes para evaluar la presencia de efectos secundarios. .

Beneficios potenciales para los sujetos Los beneficios potenciales de la participación en el estudio son que los sujetos con FXS: 1. pueden experimentar una mejora en la salud física, los síntomas conductuales y/o las capacidades cognitivas como resultado del tratamiento con probióticos; 2. se someterá a evaluaciones neuropsicológicas, cuyos resultados podrán ponerse a disposición de los familiares de los participantes que lo soliciten; 3. recibirá los exámenes médicos ofrecidos a través del estudio. Además, se realizará un hemograma completo como parte de este estudio. Se informará a los participantes sobre los hallazgos clínicamente significativos del examen médico o del hemograma, según corresponda4. Recibirán análisis de microbioma ofrecidos a través del estudio. Se informará a los participantes sobre los hallazgos clínicamente significativos. 5. comprenderá que están contribuyendo al conocimiento científico que puede conducir a la expansión de las opciones de tratamiento específicas para sujetos con FXS.

No se prevén otros beneficios de la participación.