Intervention sur le mode de vie en préparation à la grossesse (LIPP)

Objectif spécifique 1 : Étudier l'importance physiologique de l'intervention sur le mode de vie en préparation à la grossesse (LIPP) sur le métabolisme et l'adiposité maternels et néonatals.

Introduction/Justification : Nos données préliminaires démontrent qu'une intervention supervisée sur le mode de vie entraîne une perte de poids significative, une amélioration de la sensibilité à l'insuline, de la tolérance au glucose et de la sécrétion d'incrétines, ainsi que des résultats cardiovasculaires et de composition corporelle plus sains chez les adultes en surpoids et obèses. Nous prévoyons que le calendrier et la mise en œuvre de l'intervention proposée sur le mode de vie produiront des avantages similaires pour la santé des femmes en surpoids/obèses qui planifient une deuxième grossesse, et conduiront à une plus grande sensibilité à l'insuline, une réduction de la sécrétion d'insuline et moins d'inflammation. Ces améliorations permettront d'éviter qu'une disponibilité excessive de nutriments (glucose et lipides) ne contribue à une croissance/adiposité excessive du fœtus. L'hypothèse de travail pour cet objectif est que, contrairement au GWG, la diminution de la sensibilité à l'insuline avant la grossesse chez les mères obèses représente la plus grande variance clinique de l'accrétion de graisse chez le nourrisson. Bien que cliniquement nous prévoyions une diminution du poids et de l'IMC dans le groupe LIPP, l'amélioration de la sensibilité à l'insuline et du profil métabolique sont les principales mesures physiologiques liées au résultat principal de la diminution de l'adiposité néonatale, et non à la perte de poids en soi.

Le raisonnement est que le moment optimal pour mettre en œuvre une intervention sur le mode de vie qui améliore efficacement la santé maternelle au niveau physiologique, cellulaire et moléculaire, et entraîne une adiposité optimale chez le bébé, est avant la grossesse. Les femmes qui perdent du poids après l'accouchement connaissent une diminution du poids néonatal à la naissance (principalement du tissu adipeux) lors de la grossesse suivante, tandis que les femmes qui prennent du poids connaissent une augmentation du poids néonatal à la naissance et de l'adiposité. Nous émettons l'hypothèse que l'état métabolique maternel avant la grossesse détermine l'environnement obésogène in utero, qui à son tour affecte la programmation placentaire des voies mitochondriales et lipidiques (objectif spécifique 2) et la composition corporelle du bébé. Une justification supplémentaire est qu'il est nécessaire de comprendre comment l'amélioration de l'état métabolique prégravide affecte la fonction physiologique et moléculaire de la mère. Nous prévoyons que les femmes obèses qui terminent le programme LIPP entreront dans la grossesse avec un métabolisme régulé par l'insuline amélioré et une résistance à l'insuline réduite, facilitant ainsi un poids de naissance et une adiposité néonatale plus faibles. Nous recruterons des mères qui ont accouché de leur premier bébé au MHMC. Nous reconnaissons que ces mères représentent un groupe démographique qui a un accès limité aux installations d'exercice ou aux systèmes de soutien familial qui faciliteraient le temps libre pour l'exercice. Afin de réduire les obstacles à la participation, nous organiserons les séances d'exercices dans les centres de loisirs communautaires locaux. Les centres ont des installations de garde d'enfants et nous prendrons en charge les frais afin que les participants puissent amener leurs bébés aux sessions LIPP. Pour augmenter davantage la participation et maximiser la rétention, nous assurerons le transport vers et depuis les centres de loisirs. Une aide pour le transport sera demandée au Cleveland Mt. Fondation Sinaï. Phase de perte de poids de l'intervention sur le mode de vie : le programme LIPP est conçu pour favoriser une perte de poids de 5 à 10 % du poids corporel. La phase de perte de poids de 4 mois consiste en un entraînement aérobique avec un régime alimentaire et des conseils comportementaux pour induire une perte de poids, comme cela a été réalisé avec succès dans des études antérieures. Initialement, l'exercice supervisé sera prescrit à 55-60 % de la FCmax et progressivement augmenté de sorte qu'après 1-2 semaines, les sujets s'exercent à 75-85 % de la FCmax (~65-70 % VO2max). L'exercice supervisé consistera à marcher/jogger sur un tapis roulant et à faire du vélo stationnaire, 3 jours/semaine, 60 min/séance (soit 500 kcal/séance). Les femmes porteront des moniteurs de fréquence cardiaque (FC) (Polar Electro, Woodbury, NY) pendant chaque séance d'exercice afin d'avoir un retour visuel de leur objectif de fréquence cardiaque cible personnalisé. Il sera conseillé aux participants de réduire leur apport calorique d'environ 500 kcal/j afin de soutenir leurs objectifs de perte de poids. Le régime recommandé fournira environ 55 % des calories sous forme de glucides, 25 % sous forme de matières grasses et 20 % sous forme de protéines. Les participants seront invités à consommer des glucides complexes et à éviter les sucres simples. Les besoins caloriques spécifiques seront estimés par calorimétrie indirecte et un facteur de correction de l'activité physique sédentaire (x1,3). L'apport énergétique sera estimé à l'aide de l'application de journal photo alimentaire, Meal Snap. La photographie numérique fournit une excellente estimation de l'apport énergétique (67). Les participants qui ne possèdent pas de téléphone intelligent en auront un grâce au soutien de la Cleveland Foundation.

Les dossiers couvrant une période de régime de 72 heures seront partagés avec l'équipe de recherche pour la détermination de l'apport en calories et en nutriments. Meal Snap possède une base de données alimentaire de plus de 350 000 articles. Cependant, certains repas ne figureront pas dans cette base de données. Par conséquent, nos coachs de style de vie saisiront tous les aliments consommés dans notre base de données sur l'alimentation (NDSR, Minneapolis, MN) pour faciliter l'analyse des calories et de l'apport en macro/micro nutriments. Les sujets généreront des photos d'avant et d'après le repas afin d'estimer la quantité de nourriture qui a été consommée. Les données seront obtenues au départ et à des intervalles de 2 semaines au cours de la période initiale de perte de poids supervisée de 16 semaines.

Intervention sur le mode de vie - Gestion/maintien du poids : le programme de gestion du poids avant la grossesse (phases 2A, 2B et 2C) est conçu pour faciliter des objectifs de perte de poids personnalisés en utilisant des comportements liés au mode de vie qui incluent l'exercice, l'alimentation et la modification du comportement, et est basé en partie sur l'essai Look AHEAD. L'intervention comprend un concept de boîte à outils pour aider à atteindre les objectifs de perte de poids. Les entraîneurs de style de vie fourniront des instructions personnalisées sur l'activité physique/exercice - 10 000 pas/jour, et les participants utiliseront FitBit Flex (Fitbit.com), pour suivre le nombre de pas et le temps d'exercice. Au cours de la première phase de maintien du poids (2A), les femmes participeront à 2 séances de groupe supervisées/semaine. Ces séances comprennent des exercices structurés (par exemple, Zumba, jazzercise, marche en poussette), l'examen des dossiers photo diététiques, où les repas ont été consommés (à la maison ou à l'extérieur ; enregistrés sur l'application pour téléphone intelligent) et des conseils comportementaux (avec leur coach de style de vie). Les participants seront encouragés à manger 1 200 à 1 500 kcal/j (~55 % de glucides, 25 % de lipides, 20 % de protéines) s'ils pèsent moins de 113 kg, ou 1 500 à 1 800 kcal/j s'ils >113 kg. Les données alimentaires seront analysées toutes les 4 semaines pendant la période de maintien du poids. Surtout, pour minimiser la charge du sujet et maximiser la rétention et l'acquisition de données, le coach de style de vie suivra l'apport calorique à l'aide du journal photo du participant. Les stratégies comportementales pour motiver les décisions de mode de vie sain comprendront : l'autosurveillance (alimentation, activité et poids, à l'aide des ressources en ligne FitBit), la définition d'objectifs (pas/jour, perte de poids), le contrôle des stimuli (c'est-à-dire l'alimentation sociale, la restauration rapide, la position assise vs debout), la résolution de problèmes (avoir des collations à disposition, faire de l'exercice à la maison) et la prévention des rechutes (c.-à-d. vacances, alcool, restauration rapide, sucreries, aliments problématiques, alimentation compulsive). Après 4 mois et la perte de poids souhaitée, les sujets passent à la phase 2B. Au cours de cette phase, les sujets maintiennent un objectif d'exercice de 10 000 pas/jour, mais ne seront tenus d'assister qu'à 1 séance supervisée/semaine. Si un sujet ne parvient pas à maintenir une perte de poids, définie comme un gain de poids de 3 % du poids corporel actuel, les participants reviendront à la phase 2A pour une gestion du poids plus supervisée. Alternativement, si la perte de poids est maintenue après 3 mois, les sujets passeront à la phase 2C jusqu'à la grossesse suivante. La phase 2C consiste en des séances d'exercices non supervisées. Cependant, le sujet et le coach de style de vie converseront chaque semaine par téléphone pour examiner les progrès, y compris les données d'exercice Fitbit et le régime alimentaire. Les données suggèrent que les programmes de gestion du poids dispensés par téléphone sont comparables aux programmes dispensés en clinique. Pendant les appels, les participants seront conseillés de continuer à faire de l'exercice à l'intensité et à la durée prescrites pendant la phase 2B. Ils recevront des carnets de nourriture et d'exercices spécifiques à la langue. Ceux-ci seront utilisés pour guider l'apport calorique et fourniront un autre dossier de conformité. Les participantes randomisées dans le groupe témoin recevront des informations sur le régime alimentaire/la perte de poids après la grossesse de la part du nutritionniste CRU, par opposition au nutritionniste LIPP (HB) afin de réduire la contamination croisée entre les groupes. Gestion du poids pendant la grossesse : tous les groupes LIPP et de soins habituels/contrôle seront suivis par leur principal fournisseur d'obstétrique. Le département OB/GYN du MHMC a récemment révisé ses directives cliniques pour la prise en charge des femmes en surpoids/obèses sur la base du bulletin de pratique ACOG de décembre 2015 (2). Toutes les femmes en surpoids/obèses se verront offrir des conseils nutritionnels au début de la grossesse par un diététicien agréé du service de nutrition du MHMC avec des visites de suivi au besoin pour soutenir GWG dans le cadre des directives de l'OIM. La thérapie nutritionnelle tiendra compte de l'IMC maternel prégravidique, des facteurs ethniques, culturels et sociaux dans l'individualisation d'une alimentation saine. Le dossier de santé électronique (EPIC) comprend un nomogramme graphique GWG et ainsi GWG sera surveillé à chaque visite. Tous les sujets seront encouragés à augmenter leur activité physique pendant au moins 30 minutes/jour (principalement la marche). La prise en charge clinique telle que les échographies pour estimer la croissance fœtale et la surveillance fœtale seront basées sur les recommandations de l'ACOG. Le coach de style de vie continuera de suivre uniquement les sujets LIPP, comme décrit dans la phase de maintenance de la conception de la recherche.

Évaluations métaboliques : des évaluations métaboliques seront effectuées au départ (3 mois ? 2 semaines) après l'accouchement. Des évaluations de suivi seront effectuées après 4 (+/-2 semaines) et 12 mois (+/-2 semaines), puis tous les 6 mois (+/-2 semaines) avant la grossesse jusqu'à un maximum de 24 mois. Une fois qu'un sujet a une date de grossesse et une viabilité confirmées par échographie, les évaluations métaboliques se poursuivront à 12-16 et 32-36 semaines de gestation.

Composition corporelle maternelle : les mesures anthropométriques incluront la taille, le poids et le tour de hanches et de taille. La graisse corporelle totale sera mesurée par pléthysmographie du corps entier (Bod Pod ; Cosmed, Rome, Italie). Nous utiliserons une constante d'hydratation de 76 % pour la masse maigre en fin de grossesse.

Dépense énergétique au repos : le taux métabolique au repos (RMR) sera déterminé après une nuit de jeûne à l'aide du chariot métabolique Cosmed OMNIA (Cosmed, Rome, Italie) avec un système de canopée. Nous contrôlerons le régime alimentaire en fournissant un repas équilibré énergétiquement standardisé la veille du test du CRU. Les participants se détendront dans une salle métabolique calme et peu éclairée pendant 30 minutes avant d'obtenir une mesure de 30 minutes de l'air expiré. Le métabolisme oxydatif et non oxydatif du glucose sera estimé et des échantillons d'urine seront obtenus avant et après la mesure afin de calculer le QR non protéique (NPRQ). Ces données seront utilisées conjointement avec l'objectif spécifique 2 et seront corrélées avec l'évolution de la fonction mitochondriale pendant la grossesse.

Capacité d'exercice : un test progressif sur tapis roulant sera effectué aux points de référence, 4 et 6 mois dans les deux groupes. La consommation d'oxygène (Jaeger OxyCon Pro/Delta System, Hoechberg, Allemagne), la fréquence cardiaque et les évaluations de l'effort perçu seront effectuées comme décrit précédemment.

Sensibilité à l'insuline et ?-cellule Fonction : Un test de tolérance au glucose oral (OGTT) de 75 g sera utilisé pour évaluer la glycémie postprandiale, ainsi que la sensibilité et la sécrétion d'insuline. Après une nuit de jeûne, des échantillons de sang seront prélevés à intervalles de 10 minutes pendant les 60 premières minutes, et à intervalles de 20 minutes par la suite. Les données sur le peptide C seront analysées à l'aide d'une approche de modèle combiné pour fournir les taux de sécrétion d'insuline pré-hépatique, la sensibilité à l'insuline, l'indice de disposition et relier la cinétique de l'insuline et du peptide C (73). Le glucose plasmatique sera mesuré à l'aide de la méthode de la glucose oxydase (YSI ; Yellow Springs, OH).

L'insuline sera dosée par RIA (Millipore, Billerica, MA). Le diagnostic de DG sera effectué en utilisant les critères recommandés par l'ACOG (74).

Réponses de l'axe entéro-insulaire : des échantillons de plasma (avec les additifs appropriés) seront obtenus pour mesurer les hormones incrétines (glucagon-like peptide-1 (GLP-1) et le polypeptide insulinotrope dépendant du glucose (GIP) et les peptides intestinaux liés à la satiété (cholécystokinine (CCK) , et le peptide YY (PYY). Les mesures seront effectuées dans des conditions statiques (à jeun) et dynamiques (stimulées par le glucose) (intervalles de 10 min jusqu'à 1 heure).

Biomarqueurs métaboliques et inflammatoires : des échantillons de sang à jeun seront obtenus pour mesurer le CBC, la TSH, l'HbA1c, le panel lipidique et les acides gras libres totaux (FFA). Les adipocytokines (adiponectine, leptine interleukine-6, interleukine-8, TNF-α et hsCRP) seront mesurées par ELISA (R&D Systems, Minneapolis, MN). Tous les échantillons de chaque sujet seront stockés à -80oC et exécutés dans le même test à la fin pour réduire la variabilité.

Questionnaire sur la qualité de vie : l'enquête de santé SF-36 sera utilisée au départ, à 4 et 12 mois, puis à intervalles de 6 mois jusqu'à la grossesse pour évaluer la qualité de vie liée à la santé du sujet. Ces données fourniront une mesure générique de la santé physique et mentale grâce à l'évaluation du fonctionnement physique, de la douleur corporelle, des limitations dues à des problèmes physiques, personnels ou émotionnels et du bien-être, de l'énergie/de la fatigue et des perceptions générales de la santé. Pendant la grossesse, le questionnaire sera administré à 12-16 et 32-36 semaines.

Mesure de la masse grasse chez le nourrisson : Nous avons une vaste expérience dans l'estimation de la composition corporelle chez les nouveau-nés et avons été l'un des premiers centres à se procurer un Pea Pod (densitométrie pédiatrique de l'air), qui est hébergé dans le CRU à côté du travail et de l'accouchement et du post-partum. unité.

Résistance à l'insuline à la naissance : À la naissance, nous obtiendrons du sang de cordon ombilical pour l'insuline et le glucose afin d'estimer la résistance à l'insuline à l'aide de HOMA. Le profil lipidique complet, la CRP et les adipokines IL-6 et la leptine (un excellent marqueur de la masse grasse néonatale) seront mesurés dans le sang de cordon comme décrit ci-dessus.

Résultats attendus, défis et approches alternatives :

La principale mesure de résultat de cette proposition est une adiposité néonatale plus faible à la naissance dans le groupe LIPP par rapport à : 1) le groupe témoin et 2) avec le premier-né du sujet. En tant que résultats secondaires, nous prévoyons qu'avant une grossesse ultérieure, la LIPP produira une amélioration significative (changements absolus et en pourcentage) du poids et de la composition corporelle de la mère, et plus important encore, une amélioration de la sensibilité à l'insuline, de la fonction des cellules bêta, de la réponse des incrétines au glucose, aux lipides et à l'inflammation. biomarqueurs, par rapport au groupe témoin. Nous nous attendons également à une réduction de la résistance à l'insuline, des lipides du cordon et des profils inflammatoires chez les bébés nés avec LIPP par rapport aux témoins.

Le recrutement est un problème bien connu pour la mise en œuvre et la réalisation réussies d'essais d'intervention sur le mode de vie. Cependant, compte tenu de la nouvelle stratégie de recrutement détaillée ci-dessus, de notre accès unique à la population de patientes et de notre vaste expérience dans la recherche métabolique pendant la grossesse, nous ne prévoyons pas que le recrutement présentera un défi insurmontable. Nous recruterons 200 sujets au cours des 4 premières années et réaliserons toutes les évaluations mère/bébé selon le calendrier proposé. Si nécessaire, nous recruterons des sujets de la Cleveland Clinic et des hôpitaux universitaires, tous deux affiliés à la Case Western Reserve University (CWRU). Les stratégies de rétention comprennent le transport gratuit vers les séances d'exercice, un service de garde d'enfants gratuit pendant les séances de style de vie et des consultations avec le coach de style de vie, des applications pour téléphones portables pour réduire le fardeau du sujet avec la saisie de données, des contacts téléphoniques réguliers et des incitations financières, y compris un siège auto pour bébé à la livraison .

Notre équipe a eu un succès remarquable dans la rétention des femmes enceintes dans nos précédentes études de recherche sur le métabolisme et d'intervention sur le mode de vie dans les populations en surpoids et obèses (48,64). Dans la proposition actuelle, des stratégies supplémentaires sont également en place pour maximiser la rétention et minimiser les abandons. Il s'agit notamment d'appels téléphoniques et d'e-mails du coach de style de vie pour examiner et renforcer les compétences de résolution de problèmes et d'autosurveillance telles que décrites pour les participants au programme de prévention du diabète. Nous établirons également un système de jumelage où chaque participant devient le copain d'un autre participant, les deux copains peuvent préparer des repas ensemble, faire de l'exercice ensemble, partager des problèmes, etc. Le système de jumelage favorise le sentiment que rester dans l'étude est important non seulement pour la santé de l'individu, mais aussi pour celle du copain. Si les sujets du programme LIPP n'atteignent pas leur objectif de perte de poids, nous mettrons en place une stratégie de remplacement de repas en utilisant les ressources de la cuisine métabolique du CRU/CTSC, en tenant compte des besoins caloriques et nutritifs de la mère en fonction de l'allaitement. Tous les participants ne concevront pas. Étant donné que le critère de jugement principal est l'adiposité néonatale, les sujets qui ne deviennent pas enceintes ne seront pas inclus dans l'analyse primaire mais seront inclus dans les analyses secondaires relatives à l'amélioration métabolique prégravide. En recrutant des femmes ayant déjà eu une grossesse, le risque d'infertilité est considérablement réduit. Nous prévoyons qu'environ 20 % des femmes subiront un avortement spontané, mais elles seront autorisées à poursuivre et à reprendre leur participation antérieure au groupe LIPP ou au groupe témoin. Nous prévoyons qu'environ 25 % des sujets abandonneront avant de tomber enceintes et que 15 % supplémentaires pourraient abandonner pendant la grossesse. Nous inscrirons 100 sujets dans chaque bras pour tenir compte de l'éventualité peu probable d'un abandon de 40 %. En adoptant une stratégie encore plus stricte, nous signalons que la puissance statistique est disponible pour aussi peu que 50 sujets par groupe dans le pire des cas. Si la rétention est en retard par rapport aux projections, nous recruterons des sujets supplémentaires dans les hôpitaux affiliés au MHMC et au CWRU. Le personnel du CRU aidera à collecter le sang de cordon et le placenta lors de l'accouchement et à effectuer les mesures corporelles Pea Pod. En cas de dysfonctionnement de l'équipement Pea Pod, nous estimerons la composition corporelle à l'aide de l'anthropométrie néonatale.

Bien que les sujets LIPP soient encouragés à retarder une deuxième grossesse jusqu'à ce qu'ils soient dans la phase d'entretien du programme, nous n'exclurons les sujets LIPP que s'ils conçoivent pendant la première phase de perte de poids de 4 mois. Pour les sujets témoins, l'exclusion se produira si un sujet tombe enceinte avant la visite de randomisation CRU post-partum de 3 mois. L'utilisation de la contraception dans cette phase est un critère d'inclusion. Tous les sujets LIPP ne concevront pas à des moments similaires après l'intervention de perte de poids de 4 mois. Nous n'ajusterons pas le temps entre les grossesses entre les sujets LIPP et contrôle. Nous utiliserons le LIPP et contrôlerons l'état métabolique du sujet (composition corporelle, sensibilité et réponse à l'insuline, etc.) lors de la dernière évaluation métabolique dans le CRU avant de devenir enceinte comme état prégravide ou de référence pour la grossesse suivante. Parce qu'il s'agit d'une étude sur la grossesse, seules les femmes doivent être recrutées. Cependant, nous évaluerons l'effet du LIPP sur les mâles et les descendants femelles, ensemble et indépendamment, en fonction du sexe.

Approche statistique :

Les analyses principales de l'objectif spécifique 1a seront des comparaisons en intention de traiter des groupes LIPP et de contrôle en ce qui concerne les modifications de la sensibilité maternelle à l'insuline, de l'IMC et de la masse grasse. Les comparaisons seront d'abord effectuées avec des tests t à deux échantillons à p = 0,05. Si un déséquilibre des facteurs de confusion dans les groupes est reconnu, des modèles de régression linéaire qui incluent des différences significatives (par ex. GDM) seront utilisés pour effectuer des ajustements de covariables. Sur la base de nos études de suivi post-partum d'un an (62, 63), nous aurons une puissance de 90 % pour détecter une amélioration absolue ou ajustée par covariable de la sensibilité à l'insuline de 30 % et une puissance de 80 % pour détecter une amélioration aussi petite que 25 % dans le LIPP vs. Groupe de contrôle. Les intervalles de confiance à 95 % correspondants (IC à 95 %) pour les différences absolues ou ajustées sur les covariables ou les améliorations en pourcentage de la sensibilité à l'insuline entre les groupes seront rapportés. Nous estimons l'écart-type (ET) de la variation de l'IMC entre la randomisation et la grossesse suivante à 5,1 kg/m2. Nous aurons 90 % de puissance pour détecter une différence absolue ou ajustée en covariable d'IMC de 2,6 kg/m2 et 80 % de puissance pour détecter une différence de 2,26 kg/m2 et 90 % de puissance pour détecter une différence absolue ou ajustée en covariable de graisse masse de 5,9 kg et puissance de 80 % pour détecter une différence de 5,1 kg entre les groupes avant la deuxième grossesse. L'analyse principale pour l'objectif spécifique 1b est une comparaison en intention de traiter des nouveau-nés LIPP par rapport aux témoins en ce qui concerne la masse grasse à la naissance. La comparaison sera effectuée à l'aide d'un test t à deux échantillons à p = 0,05. Une régression linéaire sera effectuée, qui inclura le poids (mesures de la composition corporelle) du premier enfant du sujet en tant que covariable. Si un déséquilibre des facteurs de confusion (par exemple l'âge gestationnel) dans les groupes est reconnu, des modèles de régression linéaire seront utilisés pour effectuer un ajustement des covariables. Sur la base de nos données préliminaires, nous estimons que l'écart-type de la masse grasse néonatale entre les groupes LIPP et témoin ne dépasse pas 225 g. Avec au moins 50 femmes dans chaque groupe (en supposant un abandon de 50 %), le test t ou la régression linéaire aura une puissance de 90 % pour détecter une différence absolue ou ajustée en fonction des covariables de 146 g de masse grasse entre les groupes. Nous avons une puissance de 80 % pour détecter une différence absolue ou ajustée en fonction des covariables aussi petite que 126 g de masse grasse entre les groupes. L'IC à 95 % correspondant pour la différence absolue ou ajustée sur la covariable de la masse grasse néonatale entre les groupes sera rapporté. Pour les analyses secondaires, nous utiliserons la même approche statistique. Sur la base de nos données préliminaires, nous estimons l'écart-type du poids à la naissance à 700 g ; avec 50 nouveau-nés dans chaque groupe, nous aurons une puissance de 90 % pour détecter une différence absolue ou ajustée en fonction des covariables de 455 g de poids à la naissance et une puissance de 80 % pour détecter une différence de 393 g entre les groupes. Des analyses secondaires supplémentaires incluront les cytokines du cordon ombilical. Les comparaisons seront effectuées à l'aide d'un test t à deux échantillons à un niveau de signification de p = 0,05 ; cependant, les tests U de Mann-Whitney ou les transformations logarithmiques seront utilisés si les données ne sont pas distribuées normalement. Des modèles de régression linéaire, y compris des facteurs de confusion, seront utilisés pour effectuer des ajustements de covariables. Sur la base de nos données publiées (80), nous estimons les écarts-types de l'IL-6 et de la CRP du cordon ombilical à 3,4 pg/ml et 7 900 ng/ml, respectivement. Avec 50 femmes dans chaque groupe, nous aurons une puissance de 90 % pour détecter une amélioration des niveaux d'IL-6 et de CRP de 50 % et 42 %, et une puissance de 80 % pour détecter une amélioration de 42 % et 36 %, respectivement.

Objectif spécifique 2 : Déterminer les effets moléculaires par lesquels une intervention sur le mode de vie initiée avant la grossesse peut améliorer l'oxydation et l'accumulation des lipides mitochondriaux placentaires.

Introduction/Justification : Nos données suggèrent que chez les femmes obèses, un défaut mitochondrial dans le tissu placentaire est présent au début de la grossesse, inhibant la capacité placentaire d'oxydation des acides gras et détournant les acides gras vers les voies d'estérification et l'accumulation de lipides, ce qui pourrait entraîner une disponibilité accrue des nutriments pour le fœtus et une adiposité plus élevée à terme. Notre groupe a montré que d'autres processus mitochondriaux, tels que le transport du cholestérol et la stéroïdogenèse, sont altérés dans les placentas des femmes obèses et résistantes à l'insuline à terme. Le contenu mitochondrial placentaire (évalué par l'activité de l'ADNmt et de la citrate synthase) n'est pas affecté par l'obésité maternelle et la résistance à l'insuline à terme, ce qui suggère que les défauts de fonction observés sont dus à des modifications de l'activité mitochondriale plutôt qu'à leur nombre. Les interventions diététiques antérieures initiées pendant la grossesse n'ont pas pu modifier la β-oxydation placentaire ou le dépôt de graisse fœtale, potentiellement parce que l'intervention a été commencée après que la fonction mitochondriale placentaire ait été altérée. Nous prévoyons que LIPP améliorera l'oxydation des acides gras mitochondriaux placentaires, qui sera mesurable à terme et associée à une estérification et une accumulation d'acides gras plus faibles, ainsi qu'à une masse grasse néonatale. L'hypothèse est que la diminution de la sensibilité à l'insuline et l'augmentation de l'environnement inflammatoire chez les mères obèses altèrent la ß-oxydation mitochondriale dans le placenta en développement. Ce sont les modifications du métabolisme placentaire qui commencent au début de la grossesse qui entraînent une altération de l'apport de nutriments et une augmentation du dépôt de graisse fœtale. Notre raisonnement est basé sur la nécessité de comprendre comment les changements dans le métabolisme des lipides placentaires médient les effets d'un métabolisme prégravide amélioré sur l'adiposité néonatale. Nous prévoyons que les placentas des femmes obèses participant au programme LIPP montreront une amélioration de l'oxydation des acides gras et une diminution de l'estérification et de l'accumulation des lipides à terme. De plus, nous nous attendons à ce que ces changements soient corrélés à une diminution de l'inflammation maternelle et de la résistance à l'insuline en début de grossesse et à une diminution de l'adiposité néonatale à terme.

Résultats attendus et critères d'évaluation : Nous prévoyons que, par rapport au groupe témoin, les placentas des femmes atteintes de LIPP auront : 1) une augmentation de la α-oxydation, 2) une diminution de l'estérification des acides gras, 3) une teneur en lipides plus faible, 4) une activité accrue du CPT1B mitochondrial, l'enzyme limitant la vitesse de la β-oxydation et un ACC phosphorylé plus élevé, qui, lorsqu'il est phosphorylé, produit moins de malonyl CoA, le principal régulateur inhibiteur de CPT1B, et 5) aucune différence dans le contenu mitochondrial (tel que mesuré par l'ADNmt et l'activité citrate synthase) . Nous prévoyons également que la β-oxydation mitochondriale et l'activité CPT1B seront négativement corrélées avec les marqueurs de cytokines inflammatoires sériques maternelles en début de grossesse, la résistance à l'insuline et l'adiposité néonatale.

Conception expérimentale : Nous atteindrons les objectifs de l'objectif spécifique 2 en mesurant les changements dans l'activité enzymatique mitochondriale placentaire et le métabolisme des lipides chez les femmes inscrites dans les groupes de contrôle ou LIPP décrits dans l'objectif spécifique 1. Le tissu placentaire sera collecté à l'accouchement de tous les participants à l'étude et inclus dans de la paraffine, ou congelés instantanément dans de l'azote liquide, et stockés à -80oC pour analyse moléculaire. Dans un sous-ensemble de femmes accouchant par césarienne programmée (nous estimons à environ 30 % de nos participantes ou N = 15-18/groupe), nous prélèverons également du tissu placentaire frais pour les tests d'activité du métabolisme des lipides.

Métabolisme des lipides placentaires : ces tests sont bien établis dans le laboratoire O'Tierney-Ginn. L'oxydation mitochondriale des acides gras (FAO) et l'estérification en lipides totaux seront effectuées dans des explants placentaires comme décrit précédemment, avec quelques modifications. Des explants placentaires fraîchement isolés seront incubés en présence de 100 μM de palmitate froid et de 3H-palmitate (Moravek Radiochemicals) pendant 18 heures. A la fin de la période d'incubation, des milieux seront collectés pour quantifier le taux de FAO par détection de 3H2O en utilisant la méthode d'équilibrage en phase vapeur de Hughes. L'estérification en lipides totaux sera déterminée en homogénéisant les explants traités dans de l'acétone de qualité HPLC et en incubant avec agitation à température ambiante pendant une nuit. Une aliquote de la suspension lipidique extraite à l'acétone sera utilisée pour déterminer le contenu radioactif par comptage à scintillation liquide. Les taux d'oxydation et d'estérification seront définis en nmol de palmitate/mg de tissu/h.

Évaluation des mitochondries placentaires : les mitochondries seront isolées du tissu placentaire congelé comme décrit précédemment. Les marqueurs de l'activité d'oxydation des lipides (CPT1B) et de synthèse/estérification (phospho-ACC) seront mesurés à l'aide de kits disponibles dans le commerce (Cell Signaling, Abcam) dans des mitochondries isolées de tous les échantillons. Les marqueurs du contenu mitochondrial (ADNmt et activité citrate synthase) seront mesurés dans le tissu placentaire entier dans tous les échantillons, comme décrit précédemment.

Accumulation de lipides placentaires : la teneur totale en lipides placentaires sera mesurée à l'aide de la méthode de Folch.

Défis et alternatives anticipés : 1) Nous n'utiliserons que des placentas délivrés par césarienne programmée pour les tests d'oxydation et d'estérification in vitro, afin d'éviter les changements pertinents pour le travail. Dans notre hôpital, le taux de césarienne chez les femmes obèses est d'environ 40 %. Notre estimation prudente de 40 à 50 % d'abandon suivi de 30 % de sujets accouchant par césarienne, donne N = 15-18/groupe. Sur la base de nos données préliminaires, cela nous laissera suffisamment de puissance pour détecter les différences dans le métabolisme des lipides placentaires dues au LIPP. Nous collecterons des échantillons placentaires de tous les participants à l'étude pour des tests d'activité enzymatique mitochondriale, nous fournissant une évaluation supplémentaire de l'activité métabolique chez un plus grand nombre de participants. 2) La capacité d'oxydation des acides gras mitochondriaux placentaires peut être affectée par le nombre de mitochondries, l'activité de phosphorylation oxydative et l'efficacité énergétique (couplage). L'évaluation de la capacité de phosphorylation oxydative mitochondriale ou de l'efficacité énergétique nécessite des mitochondries et/ou des cellules vivantes fraîchement isolées, ce qui, pour notre proposition, serait trop ambitieux et coûteux compte tenu de la nature imprévisible de l'accouchement et du grand nombre de participants. Alternativement, nous mesurerons les marqueurs du contenu mitochondrial et les enzymes clés du métabolisme des lipides mitochondriaux dans tous les échantillons placentaires afin d'évaluer certains mécanismes potentiels sous-jacents aux changements dans l'oxydation placentaire des acides gras. De plus, des échantillons congelés prélevés sur tous les placentas peuvent être utilisés pour mesurer les enzymes impliquées dans le transport d'électrons (par exemple, l'ATP synthase) en tant que marqueur de la phosphorylation oxydative mitochondriale.

Analyse statistique : L'objectif principal du but 2 est de déterminer l'effet de l'intervention sur le mode de vie avant la grossesse sur l'oxydation des acides gras mitochondriaux placentaires à terme. Nous émettons l'hypothèse que la ß-oxydation placentaire sera plus élevée dans le groupe LIPP. Nous effectuerons une analyse en intention de traiter à l'aide d'un test t à deux échantillons ou d'un test de somme des rangs de Wilcoxon non paramétrique pour évaluer les différences entre les groupes. Une analyse de régression sera utilisée pour évaluer l'association de la β-oxydation placentaire et de l'activité enzymatique avec les niveaux de cytokines inflammatoires maternelles et la résistance à l'insuline en début de grossesse, ainsi que la masse grasse néonatale avec ajustement en fonction de l'âge gestationnel et du sexe. Des statistiques descriptives, telles que la moyenne, la médiane et la plage seront calculées pour toutes les variables. L'analyse de la puissance et de la taille de l'échantillon basée sur nos données préliminaires sur la ?-oxydation mitochondriale chez les femmes obèses (38 - 14 nmol/mg/h) a montré qu'une taille d'échantillon de N=18/groupe atteint une puissance de 80 % pour détecter une différence de 25 % entre groupes à l'aide d'un test t à deux échantillons avec un seuil de signification de 0,05.