Cibler le microbiome pour améliorer les résultats cliniques dans le trouble bipolaire

RECRUTEMENT ET INCITATION DES PARTICIPANTS À LA RECHERCHE

Pour l'étude proposée, les chercheurs recruteront des participants à la recherche de l'étude longitudinale Prechter sur le trouble bipolaire, hébergée à l'Université du Michigan sous la direction du Dr Melvin McInnis, mentor sur cette candidature. L'étude Prechter en est à sa 10e année avec plus de 1200 participants, y compris des individus témoins psychiatriques et sains. les enquêteurs ont recruté avec succès dans cette étude dans le passé pour effectuer une étude diététique observationnelle et une analyse microbiomique à un seul point décrites dans la section Travaux antérieurs. Les enquêteurs tireront parti de l'infrastructure de l'étude avec 50 % de temps dédié à un assistant de recherche pour gérer le recrutement, la planification, le suivi et la saisie des données. Les enquêteurs tireront également parti de 5 % de temps dédié à la coordinatrice de l'étude, Gloria Harrington, qui supervise tous les aspects administratifs de l'étude Prechter, y compris l'assurance de la conformité réglementaire.

Les enquêteurs recruteront 20 hommes et 20 femmes de la cohorte Prechter, âgés de 25 à 65 ans avec un diagnostic confirmé de trouble bipolaire I à partir d'un entretien diagnostique pour les études génétiques (DIGS), utilisé comme instrument d'admission de base pour l'étude Prechter. Les sujets éligibles seront acceptés et programmés pour un entretien d'admission et se verront attribuer un numéro d'identification unique pour le suivi avec un système sécurisé de gestion des informations de laboratoire. Les sujets se verront offrir une incitation monétaire de 200 $, payée en plusieurs versements après la fin des activités des jalons de l'étude.

DÉTERMINATION DES ALIMENTS HABITUELS

Les enquêteurs détermineront les régimes alimentaires de base habituels de tous les sujets en utilisant 3 jours non consécutifs sur 1 semaine avec un rappel alimentaire automatisé en ligne de 24 heures (ASA24 du National Cancer Institute). Les sujets rencontreront un nutritionniste certifié du Laboratoire d'évaluation nutritionnelle du Centre de recherche sur la nutrition et l'obésité de l'Université du Michigan lors de la visite de consentement pour expliquer comment utiliser le rappel de manière appropriée. Après 1 semaine, les sujets retourneront au MCRU pour des échantillons biologiques de base et des conseils diététiques comme détaillé ci-dessous.

COLLECTE D'ÉCHANTILLONS BIOLOGIQUES, DONNÉES MORPHOMÉTRIQUES ET MESURES SANITAIRES STANDARDS

Au cours de la visite de référence (après la semaine impliquant des rappels alimentaires), tous les sujets donneront des échantillons de sang à jeun de référence pour l'analyse des acides gras libres ; un échantillon d'urine pour l'analyse des marqueurs de stress oxydatif ; et faire enregistrer leur taille, leur poids, leur tour de taille et de hanches, ainsi que leur tension artérielle et être invités à remplir le questionnaire de l'échelle de dépression de Hamilton guidé par l'intervieweur, le questionnaire de l'échelle d'évaluation de la manie de Young et le questionnaire sur l'activité physique globale. Les participants effectueront également une brève batterie de tests neuropsychologiques de 25 à 35 minutes lors de leur visite initiale et finale. Les sujets retourneront également un échantillon de selles, qui sera prélevé à domicile avec un kit de prélèvement fourni. Les sujets répéteront toutes les procédures à la fin de la 1ère et de la 4ème semaine du protocole diététique. Ces procédures ainsi que les entretiens diététiques auront lieu dans l'unité de recherche clinique du Michigan à l'Université du Michigan, composée de phlébotomistes, d'infirmières, de nutritionnistes et de techniciens ayant une expertise dans toutes les procédures proposées ; et l'équipement nécessaire pour traiter les échantillons. Enfin, les sujets seront interrogés sur tous les médicaments sur ordonnance et en vente libre pris au cours de la semaine précédente.

INTERVENTION ALIMENTAIRE

Pour l'intervention diététique, les sujets seront guidés par un nutritionniste certifié pour atteindre une composition cible en macronutriments (par apport calorique total) de 15 % de protéines, 45 % de glucides, 40 % de matières grasses, avec

Les enquêteurs réaliseront le régime avec des menus spécifiques, en tenant compte des préférences personnelles glanées à partir de l'analyse du régime alimentaire habituel décrit. Les chercheurs fourniront aux sujets des huiles de cuisson spécifiques à ajouter aux aliments préparés à la maison, pour atteindre les cibles oléique (OLA), LA et α-linolénique (LNA) ; et des suppléments d'huile de poisson pour atteindre les objectifs de DHA et d'EPA. Les sujets recevront également une liste d'aliments à manger et à éviter (adaptée à leurs registres alimentaires habituels), ainsi que plusieurs éléments de menu de chaînes de restaurants à manger pour les repas inévitablement consommés à l'extérieur de la maison. Les sujets seront formés pour rendre compte de leur régime alimentaire à l'aide de l'ASA24. Les dossiers seront examinés au moins une fois par semaine par le personnel de recherche et évalués pour tout écart par rapport au régime alimentaire en dehors des plages de seuil (en tant qu'apport quotidien moyen) d'au moins 12 % d'AGPI et pas plus de 50 % de glucides. Parallèlement à ce projet, les enquêteurs développeront des scripts python pour extraire des données afin d'automatiser le processus, cependant, les enquêteurs ne dépendront pas du succès de cet objectif pour atteindre les objectifs de ce projet. Les valeurs dépassant les seuils fixés seront portées à l'attention des sujets avec des suggestions de correction. Surtout, étant donné que le plasma LA est fortement corrélé à l'apport alimentaire, des mesures objectives de l'adhésion alimentaire à l'apport en AGPI seront disponibles à la fin de l'analyse des acides gras libres à partir d'échantillons de sang à jeun, qui peuvent être exploitées comme covariables dans les modèles statistiques. Enfin, les enquêteurs éviteront de novembre à janvier pour les interventions diététiques, car les régimes ont tendance à être non habituels pendant cette période.

Après la manipulation diététique de 4 semaines, les sujets seront encouragés à maintenir le régime riche en AGPI pendant 6 mois. En raison de ressources limitées, les enquêteurs ne continueront pas à collecter des échantillons de selles après la période de 4 semaines (bien que d'autres financements soient recherchés pour le faire). Cependant, les chercheurs continueront d'encourager les sujets à utiliser l'ASA24 chaque semaine. Les enquêteurs continueront également à surveiller les mesures d'auto-évaluation dans le cadre de l'étude longitudinale, ne nécessitant aucune ressource supplémentaire de cette application.

Le Dr Evans (chercheur principal) a établi de bonnes relations avec le personnel de recherche du Laboratoire d'évaluation de la nutrition (NAL) au cours d'études antérieures, décrites ci-dessus, et a élaboré les plans de la manipulation alimentaire proposée avec Theresa Han-Markey, RD, Bionutrition Responsable du NAL, dont les services sont budgétisés dans l'étude proposée. Dr. Evans a également récemment terminé une formation formelle en sciences de la nutrition dans le cadre d'une bourse de développement de carrière K01 et sera étroitement impliqué dans les études sur l'alimentation. De plus, le Dr Charles Burant, directeur du Centre de recherche sur la nutrition et l'obésité et ancien mentor du Dr. Prix ​​​​Evans K01, consultera sur ces études (voir lettre de soutien).

INTERROGER LA COMPOSITION TAXONOMIQUE DU MICROBIOME DES SELLES

Les trousses de prélèvement de selles Home OmniGene Gut de DNA Genotek (Ottawa, CA) seront utilisées pour prélever des échantillons au départ, à la semaine 1 et à la semaine 4 de la période diététique. Ces kits ont été utilisés avec succès pour générer les données préliminaires décrites ci-dessus et ont l'avantage de maintenir la stabilité de l'échantillon d'ADN pendant 14 jours sans congélation. Les sujets retourneront les kits complétés lors des visites d'étude prévues. Les méthodes d'identification des compléments microbiens dans les échantillons ont déjà été décrites dans une publication du laboratoire HMI de l'Université du Michigan. En bref, l'ADN microbien sera extrait d'échantillons de selles et traité pour le séquençage ribosomique 16S en utilisant une stratégie de séquençage à double index. Le séquençage se fera sur la plateforme Illumina MiSeq, selon les instructions du fabricant. L'analyse du gène de l'ARNr 16S sera effectuée à l'aide d'un SOP (www.mothur.org/wiki/MiSeq_SOP) pour traiter les données MiSeq. Les classifications de séquences seront déterminées en comparant les séquences au projet de base de données ribosomique et les séquences seront regroupées en OTU.

COLLECTE DES MESURES DE SANTÉ AUTO-DÉCLARÉES

Les participants longitudinaux remplissent actuellement des questionnaires d'auto-évaluation par courrier tous les 2 mois. Pour l'étude actuelle, les enquêteurs utilisent les réponses moyennes précédemment collectées comme mesures de base et les nouvelles réponses collectées à la fin de la période de régime comme mesures de résultats. Ces questionnaires comprennent le PHQ-9, le PSQI, le LFQ, l'Altman Self-Rating Mania Scale (ASRM), le Short Form 12 Health Survey (SF-12) et le Generalized Anxiety Disorder Assessment (GAD-7).

L'ANALYSE DES DONNÉES

L'analyse des données comporte 2 grandes phases. La première consiste à générer des scores récapitulatifs normalisés à partir des différentes mesures. La seconde utilise des modèles statistiques pour tester les principaux effets du régime alimentaire. Le résumé des scores du questionnaire et les mesures anthropomorphiques sont standard et ne sont pas détaillés ici. Le résumé des ensembles de données microbiomiques sera effectué comme décrit ci-dessus et la sortie des OTU de 2 manières : 1) sous forme de tableau de représentation fractionnaire, où chaque OTU est exprimée sous forme de fraction du total des OTU par échantillon ; et 2) en nombre total de séquences, où chaque OTU est représentée en tant qu'abondance totale. Les deux seront testés dans des analyses statistiques.

Pour la deuxième phase, les chercheurs utiliseront deux modèles statistiques principaux : 1) des analyses de régression pour tester les principaux effets du régime alimentaire sur les données du microbiome au niveau de l'OTU et les mesures de la charge de morbidité autodéclarées, en ajustant l'âge, le sexe et l'IMC ; et 2) analyse de modélisation d'équations structurées pour tester les effets de médiation des OTU sur la relation entre le régime alimentaire et les résultats cliniques. Les chercheurs atteindront cette dernière approche, comme illustré à la figure 2. L'effet principal du régime alimentaire sera testé sur les AGPI plasmatiques (principalement LA), les OTU du microbiome et les mesures de santé autodéclarées, représentées par la ligne pointillée. Le modèle de décalage croisé, utilisant SEM, testera les effets réciproques statistiquement significatifs, indiqués par les flèches en gras. Par exemple, les chercheurs testeront si l'augmentation de l'AL plasmatique explique l'effet (entièrement ou partiellement) des changements dans les OTU du microbiome, et si les changements dans les OTU expliquent les effets sur les mesures de résultats autodéclarées.