Probioottien kulutuksen vaikutukset lapsilla, joilla on autismispektrihäiriö (ASD)

Autismispektrihäiriö (ASD) on ryhmä hermoston kehityshäiriöitä, jotka alkavat varhaislapsuudessa ja joille on usein ominaista kommunikaatio- ja sosiaalinen käyttäytyminen. Suoliston mikrobiomin tuottamat aineenvaihduntatuotteet voivat vaikuttaa maha-suolikanavan (Gl) ja keskushermoston (CNS) toimintoihin tukemalla suolen ja aivojen akselin läsnäoloa. Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet muutoksia suoliston mikrobiomissa ASD-lapsilla verrattuna neurotyyppisiin kontrolleihin. On mahdollista, että ASD:tä sairastavien lasten ruokavaliomuutokset, mukaan lukien probioottien käyttö, voivat muuttaa positiivisesti Gl- ja keskushermoston toimintoja. Vain vähän kliinisiä tutkimuksia on arvioitu ASD-lasten probioottien kulutuksen vaikutuksia heidän mikrobiston koostumukseen, suoliston toimintaan ja käyttäytymiseen kehitysmaissa. Tästä syystä tutkimuksen yleisenä tavoitteena on selvittää probioottien vaikutukset suoliston mikrobiotan koostumukseen, ravitsemustilaan ja immuunijärjestelmään lapsilla, joilla on ASD.

Suoritetaan satunnaistettu crossover-tutkimus, jossa on mukana lapsia, joilla on diagnosoitu ASD ja jotka asuvat Quiton metropolialueella. Kun osallistumis- ja poissulkemiskriteerit on tarkistettu, valitaan 66 osallistujaa. Aluksi lapset, joilla on diagnosoitu ASD, jaetaan satunnaisesti kahteen ryhmään. Ryhmä A (n = 33) saa Sb-lisäravinteita annoksella 250 mg 3 kertaa päivässä 4 kuukauden ajan. Ryhmä B (n=33) ei saa lisäravinteita 4 kuukauteen. Tätä seuraa 30 päivän "pesujakso", jonka aikana kumpikaan ryhmä ei käytä probiootteja. Tämän ajan jälkeen lastenryhmät vaihtavat hoitoa vielä neljällä kuukaudella. Tutkijat analysoivat käyttäytymistä, suoliston mikrobiomia, aineenvaihduntaa, ravitsemustilaa ja maha-suolikanavan oireita määrittääkseen Sb:n kulutuksen aiheuttamat muutokset. Osallistujia seurataan tutkimuksen kuukausina 1, 4, 5, 9 10. Jokaisella seurannalla otetaan uloste-, veri- ja virtsanäytteitä eri analyyseja varten.

Osallistujien epidemiologisten parametrien määrittämiseksi käytetään sosiodemografista tutkimusta. Jokaisen lapsen käyttäytymisparametrit arvioidaan psykologisilla arvioinneilla. Testejä, joita sovelletaan, ovat: Autism Diagnostic Observation Schedule, toinen painos (ADOS-2); Autism Diagnostic Interview-Revised (ADI-R); Wechsler Intelligence Scale for Children (WISC); Adaptive Behavior Assessment System (ABAS); Wechsler Preschool and Primary Scale of Intelligence (WPPSI); Battelle Developmental Inventory (BATELLE). Ravitsemustilan arvioimiseksi otetaan antropometrisiä mittauksia (paino, pituus, BMI) ja lasketaan prosenttipisteet ja Z-pisteet. Lisäksi sovelletaan 24 tunnin palautuskyselyä. Roma IV -testiä sovelletaan ruoansulatuskanavan oireiden arvioimiseen. Immunologisen tilan määrittämiseksi tutkijat mittaavat interleukiinit ja kasvutekijät verestä.

Suoliston mikrobiotan analyysin osalta tutkijat aloittavat DNA:n poistamisella ulostenäytteistä. Kaikki Illumina-sekvensointilaitteella saadut raakasekvenssit analysoidaan taksonomisen koostumuksen, alfa- ja beeta-diversiteetin, toiminnallisen annotoinnin ja mikrobien suhteellisen runsauden eron määrittämiseksi näiden kahden ryhmän välillä. Funktionaalinen merkintä tehdään Human Microbiome Project Unified Metabolic Analysis Network (HumanN) -ohjelmistolla. Taksonominen osoitus tehdään Metagenomic Phylogenetic Analysis (Metaphlan) -ohjelmistolla. Monimuotoisuusmittarit lasketaan Vegan diversity R -paketin avulla. Alfa-diversiteettianalyysin vertailua varten lasketaan Chao 1, Shannonin ja Simpsonin indeksi. Beta-diversiteettivertailua varten R-paketin ekologisten tietojen analyysi (ade4) -toimintoa käytetään luomaan pääkomponenttianalyysi käyttämällä Bray-Curtis-, Jaccard-, painottamattomia Unifrac- ja painotettuja Unifrac-etäisyysmittauksia. Lineaarista erotteluanalyysiä käytetään näytteen koon vaikutusmittaustestin (LEfSe) kanssa mikrobien suhteellisen runsausanalyysin suorittamiseksi näiden kahden ryhmän välillä.

Tutkijat tekevät metabolomianalyysin verestä, ulostenäytteistä ja virtsasta. Aineenvaihdunta määritetään 2D-kokeilla, jotka perustuvat signaaliin protoniydinmagneettiresonanssissa (H-NMR), käyttämällä ihmisen metabolomien tietokantaa ja biologisen magneettiresonanssin metabolomitietokantaa.