Välimeren ruokavalion vaikutukset diabeettiseen sydänsairauteen

Tutkimuksen suunnittelu: Tutkimus on prospektiivinen, sokkoutettu, satunnaistettu interventiotutkimus, jossa verrataan ModMeD:tä tavanomaiseen sydämen ruokavalioon 48 (24 per käsi) potilaspotilaalla, joilla on tyypin II DM, jolle on määrätty CABG MMC:ssä ja joiden on määrä jäädä sairaalaan neljä (4) päivää tai enemmän ennen leikkausta.

Vaikka ei ole mahdollista sokeuttaa koehenkilöitä tai kliinikkoja, laboratoriotutkijat, jotka käsittelevät näytteitä ja analysoivat biologisia vasteita interventioon, sokeutuvat. Erityisesti kudosnäytteistä poistetaan tunnistetiedot ja ne koodataan ennen laboratorioon siirtämistä.

Ensisijainen tavoite: Selvittää, aiheuttaako Välimeren ruokavalio nopeita muutoksia lipidipitoisuudessa (määritettynä massaspektrometrialla) ja sydämen solujen aktiivisuudessa (määritettynä ERBB2:n ilmentymistasolla) TIIDM-potilailla, joille tehdään CABG-leikkaus MMC:ssä.

Opiskeluaseet:

1. Normaali sydämen DM-ruokavalio (SCaDMD) sairaalahoidon aikana (ennen ja jälkeen CABG-leikkauksen)
2. Välimeren ruokavalio (MedD) sairaalahoidon aikana (ennen ja jälkeen CABG-leikkauksen)

Tutkittavien rekrytointi: 48 aikuista sairaalahoidossa (ikä ≥ 18 vuotta, joilla on diagnosoitu tyypin II DM, hemoglobiini A1c -taso yli 7,5 % ja sepelvaltimotauti, johon liittyy suunniteltu kirurginen revaskularisaatio (CABG)) MMC:hen. Muihin sisällyttämiskriteereihin kuuluvat suunniteltu vähintään 4 päivää ennen leikkausta sairaalassaoloaika ja halukkuus rajoittaa Välimeren ruokavalion menua laitoshoidon ajaksi.

Tietoon perustuva suostumusprosessi: IRB-hyväksyttyjen osittaisen HIPAA-lupauksen avulla kliininen ryhmä seuloa kelvolliset potilaat, joille on määrä CABG-leikkaus. Heidän kliininen tiiminsä lähestyy kelpoisia koehenkilöitä arvioidakseen kiinnostusta tutkimukseen osallistumista kohtaan. Potilaita, jotka osoittavat kiinnostusta, lähestyy tutkimusryhmän jäsen selittääkseen tutkimuksen täydellisesti ja saadakseen tietoisen suostumuksen. Potilaat, jotka allekirjoittavat tietoisen suostumuslomakkeen tätä tutkimusta varten, ovat suostuneet: 1) suorittamaan kehon perusmittauksia 2) satunnaistettuja noudattamaan välimerellistä ruokavaliota tai tavanomaista sydämen DM-ruokavaliota sairaalassa olonsa aikana, 3) heillä on samaan aikaan biopsia. CABG:staan ​​ja kammion sydänlihaskudoksen luovuttamiseksi noin riisinjyvän kokoinen 3 aikapistettä: ennen CABG-leikkausta, sen aikana ja 4 päivää sen jälkeen, 6) täyttää kyselylomakkeet ruoankulutuksestaan ​​ja 7) sallia heidän sydän- ja verisuoniterveydellisten tietojensa tarkistaminen. Tietoon perustuva suostumus sisältää eritellyt potilasvastuut, kuten ruokavaliokyselyn tarkka täyttäminen ja ruokavaliorajoitusten noudattaminen, mukaan lukien vaatimus, että potilaiden perheet eivät tuo ulkopuolisia elintarvikkeita potilaille. Asiasta kiinnostuneille potilaille ja heidän perheilleen annetaan runsaasti mahdollisuuksia esittää kysymyksiä.

Tutkimusmenettelyt

Ruokavaliokysely: Saatuaan tietoon perustuvan suostumuksen kaikki koehenkilöt täyttävät ruokavaliokyselyn (DHQ II), jonka heille toimittaa MMC:n kardiologian sairaalakerroksissa työskentelevä rekisteröity ravitsemusterapeutti. DHQ II on NIH:n kehittämä online-ruokatiheyskysely (https://epi.grants.cancer.gov/dhq2/about). Alkuperäisen DHQI:n on kehittänyt Risk Factor Assessment Branch, ja se on validoitu osoittamaan, että se tarjoaa kohtuulliset ravintoarvot 26-29. DHQII on päivitetty versio, jossa on 10 lisäruokaa (134 124 sijasta) ja 8 ravintolisää. DHQII:ssa on 4 versiota, jotka eroavat aikakehyksen ja annoskokokysymysten mukaan. Hyödynnämme yhden kuukauden vaihtoehtoa (Liite A), joka sisältää annoskoot. Tämä on potilaan itse täytettävä kysely, joka kestää noin tunnin. Koehenkilöille tarjotaan verkkoversio kannettavalla tabletilla tai paperiversiona. DHQII-tiedot analysoidaan Diet*Calc-ohjelmistolla, joka on vapaasti saatavilla NCI:stä (https://epi.grants.cancer.gov/dhq2/dietcalc/). Tämä ohjelma luo ravintoaineiden ja ruokaryhmien saannin arvioita tässä tutkimuksessa käytetyille DHQII:n standardiversioille. Ruokavaliokyselyn tiedot antavat meille mahdollisuuden tehdä useita tutkivia analyyseja, joita ei ole yritetty aiemmin. Etsimme esimerkiksi yhteyksiä tiettyjen lipidilajien runsauden ja potilaan tyydyttymättömien ja tyydyttyneiden rasvojen saannin välillä.

Antropometriset perustiedot: Pituus (m) ja paino (kg) mitataan tavallisilla kliinisillä laitteilla, ja tutkimusryhmän jäsen tarkistaa ne. Näitä tietoja käytetään kehon massaindeksin (BMI) laskemiseen ilmoittautumishetkellä. Tutkimusryhmän jäsen mittaa myös vyötärön ja lantion ympärysmitan.

Satunnaistaminen: Kun koehenkilöt on tutkittu kelpoisuuden suhteen ja he ovat antaneet tietoisen suostumuksen, heidät satunnaistetaan suhteessa 1:1 johonkin kahdesta ravitsemustoimenpiteestä. Satunnaistuksen toteuttaa tutkimustilastomies, ja se sisältää osituksen sukupuolen mukaan vuorotellen 4:n ja 6:n lohkoissa. nQuery-satunnaistajaa käytetään satunnaistusjärjestelmän luomiseen; satunnaistuslista siirretään sinetöityihin, läpinäkymättömiin, peräkkäin numeroituihin kirjekuoriin, yksi sarja kutakin kerrosta kohden. Satunnaistamisen yhteydessä avataan seuraava numeroitu kirjekuori tutkimusryhmän määrittämiseksi. Tutkimusravitsemusterapeutit varmistavat, että ruokavaliotehtävistä tiedotetaan ja niitä noudatetaan.

Normaali sydämen DM-ruokavalio (SCaDMD): Nykyisten ravitsemussuositusten mukaan kaikki koehenkilöt saavat MMC-ravitsemusterapeutilta vakioohjeita ja ruokavaliovalikon (liite B). DM- ja sepelvaltimotaudin diagnoosien perusteella. Potilaille määrätään sydänruokavalio, joka on vähärasvainen ruokavalio, ja lääkärin niin halutessaan voidaan lisätä natrium- tai hiilihydraattirajoituksia tapauskohtaisesti. Tutkimusravitsemusterapeutit valvovat päivittäisen kirjatun ruoan kulutuksen kirjaamista ilmoittautumisesta 4. päivään CABG-leikkauksen jälkeen 1) suorilla kuulusteluilla, 2) potilaan tekemien ruokatilausten tarkastelulla ja 3) ruokatarjottimien tarkastuksella aterioiden päätyttyä.

Välimeren ruokavalio (MedD): MMC:n rekisteröidyt ravitsemusterapeutit ovat luoneet alivalikon (Liite C) olemassa olevasta MMC:n laitosruokavaliosta, joka on yhteensopiva Casasin et al. kuvaaman välimeren ruokavalion kanssa. (2016)20 ja sitä käytettiin PREDIMED-tutkimuksessa. Ainoa ero tässä tutkimuksessa käytetyn Välimeren ruokavalion ja PREDIMED-tutkimuksessa käytetyn välillä on viinin ja sofriton pois jättäminen, kastike, jota käytetään espanjalaisen, italian, portugalilaisen ja latinalaisamerikkalaisen ruoanlaitossa. Tämä johtui MMC-kahvilan rajoituksista. Satunnaistamisen yhteydessä tutkimusravitsemusterapeutit tapaavat kohteen tarkistaakseen ModMeD:n ja ohjatakseen heidän ruokavalintaansa. Tutkimusravitsemusterapeutit tapaavat myös lattiasairaanhoitajia selittääkseen normaaliruokavalion ja Välimeren ruokavalion eroa sekä selvittävät tutkimusmenettelyt ruoan kulutuksen kirjaamiseksi. Tutkimusravitsemusterapeutit valvovat ruoan kulutuksen kirjaamista päivittäin ilmoittautumisesta 4. päivään CABG-leikkauksen jälkeen 1) suoralla kyselyllä, 2) potilaan tekemien ruokatilausten tarkastelulla ja 3) ruokatarjottimien tarkastuksella aterioiden päätyttyä.

Biologinen näytteenotto: Kammio-sydänkudos, eteisen sydänkudos ja luuston kylkiluiden välinen lihakset kerätään tutkimukseen osallistujilta heidän CABG-leikkauksensa aikana. Verinäytteet otetaan kolmessa ajankohtana: 1) ilmoittautumisen yhteydessä (kyselylomakkeen ja antropomorfisten mittausten päivänä), 2) leikkauspäivänä ja 3) ennen sairaalasta kotiutumista. Kaikista näytteistä poistetaan tunnistetiedot, ne koodataan, pakataan B-luokan määräysten mukaisesti ja kuljetetaan kuriirin välityksellä MMCRI:lle. Näytteet vastaanottaa, kirjaa ja käsittelee koulutettu laboratoriohenkilöstö. Ylimääräinen kudos, jota ei käytetä tähän tutkimukseen, talletetaan ja jaetaan BioPankin toimesta määrittelemättömiin tutkimuksiin, jos tähän on saatu potilaan suostumus.

Näytteen käsittely: Verinäytteet jätetään huoneenlämpöön 15-20 minuutiksi ja sitten sentrifugoidaan 30 minuuttia. Supernatantti (seerumi) kerätään ja varastoidaan jäihin kuljettamista varten MMCRI:lle. Olemme tehneet kokeita arvioidaksemme lipidien stabiilisuutta veren seerumissa ja olemme havainneet, että lipidit ovat stabiileja jopa 3 tuntia huoneenlämmössä. Kaikki kudos pakastetaan mahdollisimman pian ja kuljetetaan pakastettuna kuivajäällä MMCRI:lle. Kaikki seerumi- ja kudosnäytteet säilytetään -80 ºC:ssa. Kokemus on osoittanut, että näytteet pysyvät muuttumattomina yli vuoden ajan näissä olosuhteissa. Näyteanalyysi suoritetaan, kun kaikki näytteet on kerätty.

Kammiokudos: Vasemman ventrikulaarisen etukammion (LV), vapaaseinämän epikardiaaliset biopsiat (1,5 mm x 1,5-7 mm syvä/pituus) otetaan potilailta, joille heidän sydänkirurginsa tekee ohitusleikkauksen leikkauksen aikana25,30. Tarkemmin sanottuna biopsia suoritetaan sen jälkeen, kun kardiopulmonaalinen ohitusperfuusio on aloitettu ja kun aortta on puristettu ja kardioplegia annettu. Biopsiaa varten valitaan noin riisinjyvän kokoinen alue vasemman kammion etuseinän pinnalla, jossa ei ole epikardiaalista rasvaa. Biopsia suoritetaan samanaikaisesti muiden toimenpiteiden kanssa potilaan valmistelemiseksi siirteisiin, eikä se lisää leikkausaikaa. Kudos sijoitetaan fysiologiseen puskuriliuokseen solujen eristämiseksi tai lipidiuuttoon lipidomista profilointia varten. Solueristykset suoritetaan mahdollisimman pian sen jälkeen, kun kudos on vastaanotettu MMCRI:ssä. Lipidiuuttoon käytettävä kudos voidaan pakastaa -80 ºC:ssa.

Eteiskudos: Eteiskudos tulee hylätystä oikean eteisen lisäosasta (RAA) leikkauksen aikana. Eteiskudos on huomattavasti suurempi kuin kammiobiopsia ja mahdollistaa jokaisen näytteen jakamisen. Yksi pala asetetaan fysiologiseen puskuriin solujen eristämiseksi. Toinen pala asetetaan formaliiniin ja sitä käytetään immunofluoresenssiin. Kolmas säilytetään RNAlater®-liuoksessa RNA:n stabiloimiseksi uuttamiseen asti. Lopullinen pala pakastetaan caveolae-fraktioiden eristämistä, lipidomista ja proteiinien profilointia sekä Western blottausta varten.

Luuston kylkiluiden välinen lihaskudos: Kylkiluiden välinen lihas poistetaan leikkauksen aikana, jotta päästään käsiksi vasempaan sisäiseen rintavaltimoon, jota käytetään ohitussiirteen aikaansaamiseen. Poistettu kylkiluiden välinen luurankolihas jaetaan kahteen osaan, joista toinen pakastetaan caveolae-fraktioiden eristämistä, lipidomista ja proteiinien profilointia ja Western blottausta varten ja toinen joko asetetaan formaliiniin ja käytetään immunofluoresenssiin, sijoitetaan fysiologiseen puskuriin solujen eristämiseksi, tai sijoitetaan RNAlater®-liuokseen RNA:n stabiloimiseksi uuttamiseen asti.

Veri: Perustason verinäyte otetaan laskimopunktiolla kerran ennen leikkausta (ruokavaliokyselylomakkeen antamispäivänä, kun potilaalle otetaan päivittäin kliinisesti indikoituja verenottoa) CAV:n monosyyttiekspression sekä plasman lipidomisten profiilien arvioimiseksi. Seurantaverinäytteitä otetaan kahdessa muussa ajankohtana: leikkauspäivänä keskilinjaa pitkin ja 4 päivää leikkauksen jälkeen ja ennen kotiutumista laskimopistoksen kautta. Verinäytteet kerätään kahteen 5 ml:n putkeen, ACD (Acid Citrate Dextrose) antikoagulanttiputkeen ja punakorkiseen SST-putkeen ja jäähdytetään tai käsitellään 3 tunnin kuluessa.

Tiedonkeruu: Osallistujien lääketieteelliset tiedot tarkastellaan abstraktien demografisten ja kliinisten tietojen saamiseksi alla kuvatulla tavalla. Potilastietoja kerätään ilmoittautumisen yhteydessä ja noin kuukauden kuluttua leikkauksesta (enintään kolmen kuuden kuukauden ajan). Tiedot syötetään tutkimuskohtaiseen, HIPAA-yhteensopivaan REDCap-tietokantaan yhdessä interventiokohtaisten tietojen kanssa (kyselytiedot, antropomorfiset mittaukset ja ruokavaliotiedot). Nämä tiedot, jotka sisältävät potilaiden nimet ja muut tunnisteet, ovat vain kliinisten tutkijoiden saatavilla. Laboratoriotiedot säilytetään erikseen. Kliiniset tiedot koodataan ja viedään vertailtaviksi laboratoriotietojen kanssa ja analysoidaan ilman muita henkilötunnuksia. Linkki koodiin on vain kliinisten tutkijoiden käytettävissä.

Henkilökohtaiset tunnistetiedot

1. Nimi
2. Syntymäaika
3. Lääkärin numero
4. Sairaalaan pääsypäivä
5. Leikkauksen päivämäärä
6. Vapautuspäivä 7.7.2 Väestötiedot

1. Ikä (vuotta) 2. Sukupuoli (F/M) 3. Rotu/etnisyys (OMB-luokat) 4. Tupakointihistoria (ei koskaan/entinen/nykyinen; jos entinen/nykyinen, pakkausvuodet) 7.7.2 Lääketieteellinen historia

1. Diagnoosin päivämäärä
2. HbA1c-tasot
3. Normaali lipidiprofiilitiedot 7.7.2 Lääkitystiedot ilmoittautumisen yhteydessä

1. Diabeteslääkitys (lääkkeet, annos, tiheys) 2. Lipidejä alentava lääkitys (lääkkeet, annos, tiheys) 3. Verenpainelääkitys (lääkkeet, annos, tiheys) 7.7.3 Kokeilukohtaiset tiedot

1. Ruokavaliokyselyn pisteet ravintoaineiden ja ruokaryhmien saannista
2. Antropomorfiset mitat (pituus, paino, BMI, lantion ja vyötärön ympärysmitta)
3. Päivittäinen ruokavalion noudattaminen (kyllä ​​tai ei; jos ei, mikä ruoka-aine ei noudattanut)
4. Päivittäinen kalorien saanti
5. Paino intervention aikana
6. Verinäytteiden hankinnan aika
7. Tutkimuslaboratoriotiedot (ERBB2-ekspressiotiedot, lipidomiikkatiedot) 7.7.4 Kliiniset tulokset

1. Lääkkeet kotiutuksen yhteydessä 2. Leikkauksen jälkeinen sairastuvuus ja eloonjääminen 30 päivää leikkauksen jälkeen

8.0 Laboratoriotoimenpiteet

8.1 ERBB:n ja muiden proteiinien ilmentymistasot: Solupinnan ERBB2:n ilmentyminen eteisen endoteelisoluissa arvioidaan virtaussytometrialla. Myös ERBB2-, CAV1/3- ja IRS-1-tasot määritetään Western blot -menetelmällä käyttämällä spesifisiä vasta-aineita (CAV1: BD# 610058, hiiren tai solun signalointi; CAV3: BD# 610420, hiiren IRS-1: BD#611395 , hiiri. pY989-IRS-1: Santa Cruz, SC-17200-R, kani, yhteensä ERBB2: Life Technologies. pERBB2/Tyr1248: Millipore, 06-229, yhdessä vuohen anti-kanin IgG-konjugoidun FITC:n kanssa, Abcam, ab6717). pAkt-tasot arvioidaan verenkierrossa olevista monosyyteistä, jotka on kerätty kokoverestä, sekä eristetyistä eteis- ja kammion endoteelisoluista.

Lipidi- ja proteiinilisäanalyysi: Perustason plasmanäytteiden lipidikoostumusta verrataan vastaavista eteis- ja kammiokudosnäytteistä saatuun sen arvioimiseksi, missä määrin paastolla kiertävät lipidit edustavat kudossisältöä.

Ei-myosyyttisolususpensio valmistetaan eteiskudoksesta käyttämällä kollagenaasi II/Dispase II -digestiota kuvatulla tavalla36. ERBB-reseptori- ja CAV1- ja CAV1- ja 2-tasot yhdessä soluspesifisten markkerien kanssa mitataan virtaussytometrialla.

Tilastollisia huomioita

Näytteen koko/teho: Pilottitietoja käytettiin useiden mittausten todennäköisten tasojen määrittämiseen tutkimuspopulaatiossamme, ja olemme valinneet yhden käytettäväksi tehoanalyysiin, solupinnan ERBB2-ilmentymiseen eteisen endoteelisoluissa. Pilottitiedot käyttäen fluoresenssipohjaista virtaussytometriaa paljastivat tämän mittauksen keskiarvon 9,56 ja SD 3,14 diabeetikoilla (kuvio 3). Siten 24 potilaan tavoiteotoskoko kussakin tutkimusryhmässä mahdollistaa 2,64:n eron havaitsemisen tässä mittauksessa (oletuksena on, että se on vertailuryhmässä samanlainen kuin alustavat tiedot ja suurempi interventioryhmässä) 80 % teholla ja merkitsevyystaso 0,05. Plasman lipidipitoisuuden ja monosyyttien signaloinnin toissijaiset analyysit ovat toistuvien mittausten analyysiä, mikä lisää tehoa, koska meillä on useita havaintoja henkilöä kohden, ja vie jonkin verran tehoa, koska on tarpeen säätää p-arvoja useille vertailuille ajankohdan mukaan.

Analyysit: Tämä on hoitotarkoituksen mukainen analyysi. Satunnaistamisen onnistuminen arvioidaan vertaamalla potilaan ominaisuuksia lähtötasolla käyttämällä suhteita tai keskiarvoja ja SD-arvoja käyttämällä khin neliötestejä tai Studentin t-testejä tapauksen mukaan. Muutokset ryhmän sisällä (esim. delta-pisteet) ja ryhmien väliset erot sarja-ajankohtina suoritetuissa mittauksissa (veriseerumi) analysoidaan sekamallin toistettujen mittausten ANOVA:lla; sekamallia tarvitaan, koska potilailla on todennäköisesti erilainen ruokavalioaltistuksen kesto ja sen vuoksi eri määrä toistuvia toimenpiteitä. Kiinnostavia muuttujia ovat aika, hoitoryhmä ja aika hoidon vuorovaikutuksen mukaan. Mallin tuloksia käytetään keskiarvojen ja ajan muutosten arvioimiseen ryhmän sisällä ja ryhmien välisissä vertailuissa. Graafisten tekniikoiden ja aikapistekohtaisten p-arvojen avulla tunnistetaan havaittujen muutosten ajallinen kulku, esimerkiksi kuinka nopeasti ruokavaliointerventio saattaa johtaa eroihin tutkituissa mittareissa. Merkittävyys tunnistetaan P<0,05-tasolla, soveltuvin osin moninkertaisia ​​vertailuja varten. Lipidomisissa analyyseissä asetetaan väärän havaitsemisprosentti 0,05 ja FDR-korjatut P-arvot raportoidaan. Lineaarista suhdetta spesifisten signalointimittojen (ERBB-tasot) ja lipidilajien muutoksen (SM ja muut luokat) välillä tarkastellaan Pearsonin korrelaatiokertoimella. Analyysi tehdään SAS:ssa.