Arrangement induit par l'alimentation du microbiome intestinal pour l'amélioration de la santé cardiométabolique (DINAMIC)

On estime qu'en 2050, environ 40 à 50 % de la population adulte dans le monde seront en surpoids/obèses (IMC > 25/30 kg/m2), 10 à 20 % d'entre eux développant une résistance à l'insuline entraînant un syndrome métabolique et un syndrome de type 2. diabète (DT2). Le DT2 devrait devenir la 7e cause de décès dans le monde d'ici 2030. L'obésité et le DT2 sont des facteurs de risque majeurs pour le développement des maladies cardiovasculaires CVD. Malgré les stratégies thérapeutiques actuellement disponibles pour réduire le risque cardiovasculaire, moins d'un tiers de tous les événements cardiovasculaires peuvent être évités. Ainsi, les complications cardiovasculaires associées à l'obésité et au syndrome métabolique/DT2 sont des problèmes de santé majeurs dans les sociétés occidentales, représentant un fardeau sociétal et économique important (40 % de tous les décès en Europe et 196 milliards d'euros/an) qui ne peuvent être résolus par les traitements actuellement disponibles. paradigmes. Sur la base de la relation étroite entre les maladies cardiovasculaires et le diabète sucré, ces deux maladies sont appelées ensemble maladies cardiométaboliques (CMD). En ce qui concerne les stratégies de prévention, il est crucial de comprendre les mécanismes moléculaires qui régulent les phases de transition de l'obésité et du DT2 aux MCV. En particulier, les facteurs environnementaux (principalement l'alimentation et les micro-organismes intestinaux) qui favorisent ou retardent le développement de complications cardiovasculaires doivent être identifiés afin de proposer de nouvelles stratégies de prévention pour le maintien de la santé cardiovasculaire. Des données récentes ont montré que les communautés de micro-organismes dans l'intestin (microbiote intestinal) ont un impact substantiel sur la régulation cardiométabolique systémique, l'activation inflammatoire et éventuellement les maladies cardiovasculaires. La définition de profils alimentation-microbiome qui contribuent à la résistance au développement de CMD serait une avancée majeure dans le domaine de la prévention nutritionnelle des maladies. Les habitudes alimentaires occidentales, caractérisées par une consommation élevée de viande rouge et transformée, de céréales et de sucres raffinés et de produits laitiers riches en matières grasses, ont été associées à une incidence élevée de CMD dans les pays occidentaux. En revanche, le régime méditerranéen (Med-D) est un régime alimentaire recommandé sur le plan nutritionnel caractérisé par une consommation élevée de fruits, de légumes, de légumineuses, de noix, de céréales peu transformées, une consommation modérément élevée de poisson, une faible consommation de graisses saturées, de viande et de produits laitiers, consommation régulière mais modérée d'alcool et d'huile d'olive extra vierge comme matière grasse principale. Med-D a été reconnu comme patrimoine culturel immatériel par l'UNESCO (www.unesco.org/culture/ich/RL/00884) et s'est avéré bénéfique pour le traitement de l'obésité, du DT2 et des maladies cardiovasculaires. De plus, les données d'une étude observationnelle italienne incluant 153 sujets avec différents régimes alimentaires (omnivores, végétariens, végétaliens) ont montré que les individus avec la plus grande adhérence au Med-D (classés selon Sofi et al., 2010) étaient caractérisés par des niveaux accrus de bactéries spécifiques dégradant les fibres, augmentation des taux fécaux d'acides gras à chaîne courte et diminution des concentrations urinaires du composé athérogène TMAO. Cependant, les interactions entre Med-D et les populations microbiennes dans l'intestin restent floues.

Dans ce cadre, le présent projet s'intéressera à l'impact de l'alimentation sur le maintien de la santé cardiométabolique chez les sujets humains via la modification des communautés microbiennes intestinales. Les objectifs spécifiques de l'étude sont d'établir une nouvelle intervention ciblée pour le maintien de la santé cardiométabolique et ainsi tester la relation causale entre l'alimentation et le microbiome intestinal ; étudier la fonctionnalité du milieu intestinal via des approches méta-omiques, visant une harmonisation via un effort de standardisation. L'étude comprendra la mise en place d'une intervention diététique de 2 mois avec un régime méditerranéen isocalorique (Med-D). Couplé au phénotypage détaillé de l'hôte et au profilage du microbiote intestinal pendant et après l'intervention, cela permettra d'évaluer les effets causals du régime alimentaire et du microbiome intestinal dans les populations à haut risque de MCV.

Les sujets du groupe Med-D se verront attribuer un régime personnalisé préparé sur la base de leurs propres habitudes alimentaires telles qu'établies par des rappels de journal alimentaire de 7 jours. Les valeurs énergétiques et la composition globale en macronutriments des régimes alimentaires habituels resteront inchangées pendant l'intervention Med-D. Cependant, des modifications de la composition en glucides (fibres alimentaires vs amidon), en graisses alimentaires (acides gras saturés vs mono/polyinsaturés) et en protéines (végétales vs animales) seront appliquées. En bref, Med-D sera préparé de manière à atteindre : 1) une augmentation de 2 % de l'énergie provenant des fibres alimentaires, principalement en remplaçant les produits raffinés à base de blé par des produits à base de blé complet et/ou par des fruits/légumes ; 2) une répartition de l'énergie des graisses 1:3:1 (saturées : monoinsaturées : polyinsaturées), en remplaçant les graisses animales par des graisses végétales et en introduisant/augmentant la consommation d'huile d'olive vierge ; 3) une répartition de l'énergie à partir des protéines 1:4 (protéines animales : végétales), en remplaçant la viande et/ou les produits laitiers par des légumineuses. Les sujets témoins ne changeront pas leur alimentation habituelle pendant l'intervention. Tous les sujets seront invités à ne pas modifier les niveaux d'activité physique pendant la période d'intervention de 8 semaines. La conformité sera évaluée toutes les 2 semaines par des journaux alimentaires auto-enregistrés de 4 jours (3 jours ouvrables et 1 week-end) et par le questionnaire international sur l'activité physique (IPAQ). Au départ, après 1 mois et 2 mois après le début du protocole, des prélèvements sanguins seront effectués et l'urine et les matières fécales seront prélevées sur des sujets à jeun.

Dans un sous-groupe de participants, la réponse glycémique et lipidique postprandiale sera évaluée après un repas test ressemblant au déjeuner de la Méditerranée ou au régime Contrôle selon le régime assigné. Les repas tests seront effectués au départ et à la fin de l'intervention avec des échantillons prélevés à jeun et pendant 4 heures après le repas pour la détermination du glucose, de l'insuline, des lipides et de l'AGCC.

Une analyse plus approfondie de la conformité sera effectuée sur la base de la métabolomique, permettant la discrimination des protéines animales/végétales, la consommation d'huile d'olive et l'augmentation de la consommation d'aliments contenant des composés phénoliques. Les métabolomes (bien connus pour refléter à la fois le régime alimentaire et le métabolisme microbien) seront également comparés entre les catégories afin d'identifier les profils de protection ou de risque en utilisant à la fois des approches bioinformatiques et chimiométriques. Les métagénomes seront analysés en suivant les SOP utilisées dans des études phares déjà publiées. La comparaison de groupes prédéfinis d'individus permettra l'identification de gènes microbiens qui ont des abondances différentes dans les groupes (par ex. jumeaux discordants pour CMD). De plus, les gènes seront associés à des variables continues d'intérêt clinique et nutritionnel (par ex. sensibilité à l'insuline, apport de composants alimentaires spécifiques) par analyse de covariance. Ensembles de données concaténés de données de sortie physiologiques, profils métagénomiques et métabolomes des études d'intervention pour prédire des sous-ensembles de caractéristiques par analyse multivariée (PLS-DA) qui peuvent classer les sujets en fonction de leur adhésion relative à un Med-D. Le profil sera utilisé pour sonder le microbiome pour des altérations spécifiques en fonction des interventions.

La taille de l'échantillon nécessaire pour détecter un effet de Med-D sur les marqueurs antioxydants et inflammatoires individuels est définie sur la base d'une étude précédente menée par l'UNINA montrant que 30 participants dans chaque groupe de traitement donneraient une puissance suffisante (a-error 0.05, 80% puissance, test bilatéral) pour détecter un changement de 50 % de l'acide férulique urinaire et fécal et un changement de 30 % du TNF à jeun. De plus, on estime qu'un échantillon de 28 participants serait suffisant pour détecter un changement de 10 % du cholestérol total à jeun en utilisant la variation conformément à d'autres études. Le nombre de participants sera porté à 40 par groupe pour compenser les abandons. Des échantillons (fèces, sang veineux et urine non acidifiée de 24 h) seront prélevés au départ, 4 et 8 semaines après le début de l'intervention diététique.