L'effet du complexe d'isolats de protéines de soja et de polyphénols de raisin Concord (GP-SPI) sur le microbiote intestinal

L'étude proposée examinera comment la supplémentation à court terme avec GP-SPI peut modifier la communauté microbienne intestinale chez les participants en bonne santé tout en surveillant la fonction/santé du foie et des reins.

Importance:

Les propriétés biochimiques de l'ingrédient alimentaire GP-SPI sont bien documentées et les suppléments GP-SPI et SPI ont été largement testés chez la souris. L'étude proposée est une suite logique aux études animales, qui ont montré que par rapport aux souris témoins nourries avec un régime riche en graisses (HFD) supplémenté en SPI seul, les souris nourries avec un HFD isocalorique supplémenté en GP-SPI présentaient une plus grande résistance à la prise de poids, l'adiposité et l'intolérance au glucose. Ces effets se sont accompagnés de changements dans la composition du microbiote intestinal murin, y compris une abondance accrue du microbe Akkermansia muciniphila, associé à la résilience métabolique. Des modifications similaires du microbiote intestinal ont été observées chez des souris maigres nourries avec un régime faible en gras (LFD) complété par du GP-SPI.

La classe des proanthocyanidines de type B (PAC) des polyphénols contenus dans les baies de raisin, en particulier les peaux et les pépins, a été associée à des bienfaits pour la santé ; cependant, les PAC sont mal absorbés et n'atteignent une concentration élevée que dans le côlon, ce qui soulève des questions sur le(s) mécanisme(s) d'action. Des études antérieures ont montré que les PAC alimentaires du raisin et de la canneberge modifient le microbiote intestinal en association avec la résilience métabolique. Les PAC sont également biotransformés par les bactéries intestinales pour produire des métabolites microbiens (MM) qui peuvent contribuer à des bienfaits pour la santé.

Conception et méthodes de recherche

Les participants potentiels seront recrutés au moyen de dépliants affichés localement sur les campus de l'Université Rutgers et envoyés aux listes de diffusion de l'université. Les personnes intéressées seront présélectionnées selon des critères d'inclusion et d'exclusion.

Les sujets inscrits commenceront l'étude de 17 jours.

Procédures d'étude

• Trente sujets seront inscrits.
• Liste d'aliments : les participants maintiendront leur régime alimentaire habituel, à l'exception d'une liste fournie d'aliments riches en CAP qu'il leur sera demandé de s'abstenir pendant une période de sevrage de 5 jours et pendant l'intervention de 10 jours. La liste des aliments est fournie ci-dessous. L'objectif est d'avoir GP-SPI comme source principale/unique de CAP dans l'alimentation pour la période d'étude.
• Lavage et SPI (Jour -5 à -1) : Au jour -5 (avant la ligne de base) avant toute supplémentation, chaque sujet prélèvera son échantillon de matières fécales et d'urine. Chaque sujet consommera ensuite du SPI deux fois par jour (fourni sous forme de sachets prépesés de 20 g) pendant une période de sevrage de 5 jours (jours -5, -4, -3, -2 et -1). Les sujets seront invités à mélanger chaque paquet de SPI dans 250 ml d'eau ou dans un smoothie (un exemple de recette ci-dessous sera fourni) en utilisant les aliments autorisés comme détaillé dans les instructions et à consommer une fois le matin avant le petit-déjeuner et une fois le soir avant le dîner.
• Jour 0 : Le jour suivant, chaque sujet recueillera ses échantillons de selles et d'urine de base (jour 0). Ils auront un échantillon de sang prélevé par une infirmière de l'étude. Le sang sera utilisé pour le test CMP et le sérum préparé sera aliquoté et stocké à -80 ° C jusqu'au traitement pour l'analyse des marqueurs et la métabolomique. L'analyse des échantillons du jour 0 devrait aider à isoler tous les effets dus au SPI seul à partir d'échantillons ultérieurs collectés au cours de l'intervention GP-SPI. Au jour 0, les sujets déposeront des échantillons d'urine et de selles à l'IFNH et recueilleront des paquets GP-SPI. Le jour 0, les participants feront également une pause dans la consommation de SPI et commenceront la supplémentation en GP-SPI le matin du jour 1.
• GP-SPI (Jour 1 à 10) : chaque sujet recevra vingt sachets prépesés de 20 g de GP-SPI. Le jour 1, les sujets recevront l'instruction de mélanger chaque paquet de GP-SPI dans 250 ml d'eau ou dans un smoothie (un exemple de recette sera fourni, veuillez voir ci-dessous) en utilisant les aliments autorisés comme détaillé dans les instructions et de consommer le mélange GP-SPI une fois dans le matin avant le petit déjeuner et une fois le soir avant le dîner pendant 10 jours consécutifs.
• Les sujets recevront un mélangeur personnel pour la préparation de smoothies (valeur ~ 25 $) qu'ils pourront conserver.
• Journal alimentaire numérique : les participants seront invités à prendre des photos de tous leurs aliments et boissons (à l'exception de l'eau), y compris les suppléments d'étude avec leur appareil informatique mobile personnel (par ex. smartphone, iPad ou similaire). Les participants devront télécharger l'application mobile gratuite WhatsApp pour envoyer des photos avec une brève description des produits alimentaires. Les photos et la description des aliments peuvent également être envoyées à une adresse e-mail créée pour cette étude (food4microbes@sebs.rutgers.edu). Le journal alimentaire doit être conservé pendant les 5 jours SPI et la période de sevrage, le jour 0 (jour de pause), la période d'intervention GP-SPI de 10 jours et jusqu'à la prise de sang finale au jour 11 (17 jours au total) .
• Échantillons de selles : les sujets recevront des tubes contenant 95 % d'éthanol et/ou des tubes contenant 50 % de glycérol (50 % d'eau) ainsi que des accessoires de toilette en papier pour faciliter l'auto-collecte d'échantillons fécaux ; chaque participant recevra des instructions sur l'utilisation du matériel de collecte des selles. Les échantillons fécaux seront aliquotés et stockés à -80 ° C jusqu'à l'extraction. La collecte d'échantillons fécaux dans du glycérol à 50 % et la congélation immédiate permettront la culture de bactéries intestinales pour des expériences in vitro.
• Formulaire d'échelle de selles de Bristol : les sujets recevront le formulaire d'échelle de selles de Bristol (BSS) et seront invités à le remplir pour les échantillons de selles qu'ils prélèvent les jours -5, 0, 2, 4, 6, 8 et 10 de l'étude. Il a été démontré que la consistance des selles est fortement corrélée à la richesse et à la composition du microbiote intestinal, aux entérotypes et aux taux de croissance bactérienne. Les sujets qui signalent au moins une selle par jour seront recrutés pour faciliter le respect du protocole de l'étude. De plus, le formulaire BSS contient une colonne supplémentaire pour saisir des informations sur les menstruations au moment des prélèvements d'échantillons, car cette variable pourrait avoir un impact sur les profils de métabolites ou de bactéries .
• Échantillons d'urine : les sujets recevront des récipients de collecte stériles pour la collecte des échantillons d'urine les jours 2, 4, 6, 8, 10 et seront invités à conserver les échantillons dans un réfrigérateur à 4 °C jusqu'à leur transport au laboratoire afin de maintenir la stabilité des métabolites. Les sujets seront invités à apporter leurs échantillons au laboratoire dès que possible, dans les 2-3 jours suivant le prélèvement, pour traitement. Les échantillons d'urine seront aliquotés et conservés à -80 °C jusqu'à leur traitement pour les études métabolomiques.
• Échantillon de sang : le jour 11, les sujets recevront un échantillon de sang final. Le sang sera utilisé pour le test CMP et le sérum préparé sera aliquoté et stocké à -80 ° C jusqu'au traitement pour l'analyse des marqueurs et la métabolomique.

Les échantillons seront utilisés pour une étude d'association longitudinale à l'échelle du microbiome (MWAS) afin d'identifier les espèces/souches de bactéries intestinales associées positivement ou négativement à la supplémentation en GP-SPI. Une analyse métabolomique sera effectuée sur des échantillons d'urine, de matières fécales et de sang collectés pour identifier/quantifier les métabolites connus et inconnus. Le séquençage métagénomique Shotgun sera effectué sur des échantillons fécaux afin de générer des brouillons de génomes de haute qualité pour l'identification au niveau des espèces/souches. Ces ensembles de données dynamiques serviront d'entrée au MWAS pour corréler les niveaux croissants/diminuants d'espèces/souches bactériennes intestinales à l'augmentation/diminution des métabolites. Ces associations bactéries-métabolites seront ensuite utilisées pour déduire des relations de cause à effet qui pourront être testées plus avant in vitro et dans des modèles murins. Nous nous attendons à ce que la réussite de ces études contribue aux explications mécanistes de la façon dont les polyphénols alimentaires tels que les PAC de raisin modifient le microbiote intestinal et le MM qui en résulte pour favoriser la santé métabolique.