Effet probiotique sur la production de nitrate alimentaire sur la production de nitrite plasmatique ( OPEDNPN ) (OPEDNPN)

Arrière-plan

L'oxyde nitrique (NO) joue un rôle essentiel dans une myriade de mécanismes cellulaires et moléculaires régulant la physiologie et le fonctionnement de divers organes et systèmes.1,2 La faible biodisponibilité du NO contribue à la pathologie de plusieurs maladies, notamment les anémies hémolytiques3, le paludisme4,5, la transfusion de sang stocké plus ancien6,7, l’insuffisance cardiaque chronique8, l’athérosclérose9 et le diabète.10. Des rapports récents suggèrent que le microbiome oral est lié à la régulation de l'homéostasie du NO grâce à l'action de certaines bactéries capables de réduire les nitrates en nitrites.11-15 Le nitrite est ensuite réduit en NO par divers mécanismes dans différents tissus.16,17 Le nitrate plasmatique est repris dans la cavité buccale par les glandes salivaires, de sorte que le cycle nitrate-nitrite-NO entraîne une augmentation soutenue de la biodisponibilité du NO. De nombreuses études cliniques ont utilisé le nitrate alimentaire comme source de NO par conversion des nitrites.18-24 Cependant, il existe une variabilité importante dans les résultats cliniques en raison de l'apport alimentaire en nitrate, ce qui se reflète dans la variabilité de la quantité de nitrate convertie en nitrite plasmatique.13,24-29. 30La variabilité et donc une grande limitation globale de l’efficacité des traitements alimentaires à base de nitrate a été attribuée à la capacité du microbiome oral à réduire le nitrate en nitrite.24-27 Des travaux préliminaires ont commencé pour identifier les souches bactériennes qui convertissent efficacement le nitrate en nitrite ainsi que celles qui inhibent réellement la conversion du nitrate en nitrite.31,32 L’efficacité du cycle nitrate-nitrite-NO et le rôle des bactéries buccales peuvent contribuer à une santé normale.11 Ainsi, comprendre la variabilité de la conversion du nitrate en nitrite et les aspects du microbiome buccal pourrait conduire à des améliorations de la santé cardiovasculaire normale. De plus, afin de maximiser les bénéfices des interventions alimentaires à base de nitrates, nous devons comprendre les facteurs du microbiome oral qui affectent la conversion des nitrates en nitrites. Nous avons récemment découvert que plusieurs espèces de Lactobacillus produisent un métabolite qui freine la conversion du nitrate en nitrite par d'autres bactéries buccales in vitro. Plusieurs de ces espèces de Lactobacillus constituent le composant principal d'un probiotique oral disponible dans le commerce, https://www.amazon.com/Dental-Probiotics-Breath-Gingivitis-Throat/dp/B096SZSFFS

But

Le but de cette étude est de déterminer si Lactobacillus atténuera la conversion du nitrate alimentaire en nitrite plasmatique.

Nous émettons l'hypothèse que la présence de Lactobacillus par voie orale atténuera la conversion du nitrate alimentaire en nitrite plasmatique et testerons cela en comparant la conversion avant et après utilisation de ce probiotique.

L'hypothèse principale repose sur l'hypothèse auxiliaire selon laquelle l'utilisation du probiotique oral entraînera une augmentation de l'abondance de Lactobacillus dans la cavité buccale et testera cela par séquençage génomique.

Méthodes OPEDNPN Tous les volontaires éligibles seront consentis après avoir pris connaissance de l'étude et accepté de participer. Les volontaires seront répartis au hasard dans l'un des deux groupes : (1) Probiotique et (2) Placebo. Un total de 20 volontaires (10 par groupe) participeront à l'étude. La seule différence pour les participants de chaque groupe sera de savoir s'ils reçoivent le placebo ou le probiotique.

Tous les volontaires participeront à deux visites : (1) Visite 1, référence et (2) Visite 2, suivi. À chaque visite, les volontaires se présenteront à la salle 208 du laboratoire physique d'Olin après avoir jeûné pendant 3 heures auparavant. Ils peuvent boire de l'eau une heure avant la visite. Il sera demandé aux participants de ne pas utiliser de rince-bouche antibactérien le jour de la visite. Il sera demandé au participant de fournir 4 ml de salive et un membre de l'équipe d'étude prélèvera un échantillon bactérien de la surface dorsale postérieure de sa langue (comme décrit ci-dessous). Ces échantillons seront congelés à -80 degrés pour l'analyse génétique et l'identification des souches bactériennes.

Une fois les échantillons de salive et de langue collectés, du sang sera prélevé (comme décrit ci-dessous) pour la détermination des nitrites et nitrates plasmatiques. Cet échantillon de sang sera l'échantillon « pré » collecté au départ et au suivi. Les volontaires boiront ensuite un shot de 70 ml de Beet it Sport Nitrate 400 (https://www.beet-it.us/pages/beet-it-sports). Une prise de sang « post- » sera réalisée 2,5 heures après la consommation du jus de betterave.

Lors de la visite 1, après la deuxième prise de sang, les volontaires recevront pendant 7 jours soit un probiotique, soit un placebo. Les volontaires consommeront le probiotique (ou le placebo) comme indiqué par le fabricant du probiotique une fois par jour. Le jour 8, les volontaires reviendront pour la visite 2.

Les données comprendront (1) une analyse de base et de suivi des souches bactériennes orales et (2) des niveaux plasmatiques de nitrites et de nitrates avant et après la consommation de jus de betterave. Nous émettons l'hypothèse que l'abondance de Lactobacillus sera plus élevée au suivi par rapport au départ pour les volontaires prenant le probiotique mais qu'il n'y aura aucun changement dans le groupe placebo. Nous émettons également l'hypothèse que le changement du nitrite plasmatique (post moins pré) sera plus faible au suivi qu'au départ pour les volontaires prenant le probiotique mais qu'il n'y aura aucun changement dans le groupe placebo.

• Matériel d'étude (tous disponibles dans le commerce) :

  1. Placebo : comprimés à croquer Mentos à la menthe
  2. Herbiotiques Oral + Probiotique Ent
  3. Beet it Sport Nitrate 400 shot
• Collecte de salive et grattage de langue. Les volontaires se présenteront à la salle 208 du laboratoire physique d'Olin après avoir jeûné pendant 3 heures auparavant. Ils peuvent boire de l'eau une heure avant la visite. Il sera demandé aux participants de ne pas utiliser de rince-bouche antibactérien le jour de la visite. Il sera demandé au participant de fournir 4 ml de salive en crachant dans un tube de microcentrifugeuse. Pour les échantillons de langue, un grand écouvillon stérile HydraFlock de 6 pouces avec poignée en polystyrène (Puritan Medical) sera utilisé pour collecter les grattages. Les volontaires seront invités à ouvrir la bouche le plus grand possible et à tirer la langue. Le tiers postérieur de la surface dorsale de la langue sera échantillonné en grattant légèrement à modérément fermement la surface dorsale de la langue d'avant en arrière. Le grattage prendra environ une minute. Le grattage de la langue sera placé dans 0,85 ml de solution saline stérile tamponnée et 0,15 ml de glycérol. Tous les échantillons seront congelés à -80°C et envoyés au professeur Hariom Yadav de l'Université de Floride du Sud pour analyse génomique.
• Prélèvements de sang et traitement Le sang sera prélevé par un phlébotomiste certifié et formé. Des échantillons de sang (maximum ~ 10 ml) seront prélevés auprès des participants après consentement. Le sang sera collecté à chaque visite avant et 2,5 heures après la consommation de jus de betterave. Le sang sera prélevé aussi près que possible de la barre des 2,5 heures. En réalité, cela peut survenir entre 2 et 3 heures après la consommation de la boisson finale de l’étude. Le sang sera prélevé par le personnel du laboratoire ayant une formation certifiée en phlébotomie via des méthodes de ponction veineuse standard ou un appareil Tasso HemolinkTM. L'HemoLinkTM est un dispositif de prélèvement sanguin approuvé par la FDA qui utilise de petites lancettes et une aspiration douce pour prélever un très petit échantillon (~ ¼ cuillère à café) de sang. Le sang sera collecté dans des tubes de prélèvement sanguin standards (par ex. citrate (top bleu), EDTA (top violet) et héparine (top vert)) et étiqueté de manière appropriée. Le tube préféré est un tube héparine de 4 mL. Tous les échantillons de sang prélevés à des fins de recherche seront identifiés par le numéro de participant à l'étude et la date/heure du prélèvement, qui seront également enregistrés sur le formulaire standardisé de collecte de données. Aucune information d'identification personnelle ne sera incluse sur les échantillons traités à des fins de recherche. Tous les échantillons de sang seront immédiatement centrifugés dans une centrifugeuse à 600-800 g pendant cinq minutes et le surnageant sera collecté. Le plasma sera congelé sur neige carbonique puis conservé à -80°C pour analyse de la teneur en nitrites et nitrates.
• Consommation de probiotiques ou de placebo Le probiotique et le placebo seront consommés deux fois par jour selon les instructions du probiotique. Une capsule est mâchée ou laissée fondre dans la bouche du volontaire, puis son contenu est inversé dans la bouche avant d'être avalé.

Risques Environ 10 ml de sang seront prélevés sur les patients souhaitant participer. Cela se fera de la manière habituelle, en préparant le site de ponction veineuse avec l'anesthésique local EMLA, puis en prélevant du sang à travers une aiguille papillon de petit calibre (23 ou 21). Le prélèvement de sang dans une veine peut être associé à une gêne ou à des ecchymoses au site de ponction de l'aiguille. Dans de rares cas, un évanouissement ou une infection au site de piqûre de l’aiguille peut survenir. Tout le sang sera prélevé sur une personne formée à la phlébotomie. Il n’y aura aucun moyen de retracer le sang jusqu’au donneur.

Il n'y a aucun risque connu pour la santé lié au don de salive ou de grattages de langue d'individus qui seront inclus dans l'étude. Il existe un risque très minime de lier des individus à l’étude. Il n’y aura aucun moyen de retracer la salive ou les grattages de langue jusqu’au donneur.

Protections contre les risques Stratégies de protection contre les risques. Pour protéger la vie privée des participants et la confidentialité des données de recherche, aucune information personnelle concernant les participants individuels ne sera liée aux études in vitro.

Plans de soins médicaux. En cas de blessure (ce qui est extrêmement improbable) résultant d'un don de salive, les individus seront invités à contacter leur médecin et des soins médicaux seront proposés et facturés selon la couverture de recherche disponible maintenue à la Wake Forest School of Medicine.

En cas de blessure résultant d'une prise de sang, les patients seront invités à contacter leur médecin et des soins médicaux seront offerts et facturés selon la couverture de recherche disponible maintenue à la Wake Forest School of Medicine. Le sang prélevé sur le campus de Reynolda n'est pas un cadre clinique, mais le sang sera prélevé par des phlébotomistes qualifiés possédant des années d'expérience et qui maintiennent leur formation.

Tout problème imprévu, événement indésirable grave et inattendu, écart ou modification du protocole sera rapidement signalé par le chercheur principal ou un membre désigné de l'équipe de recherche à l'IRB et au sponsor ou à l'agence gouvernementale appropriée, le cas échéant.

Découvertes fortuites. Aucune découverte fortuite ne devrait être découverte dans cette étude, car les mesures de réduction des nitrates bactériens ne sont actuellement pas pertinentes sur le plan clinique, de sorte qu'un résultat étrange et individuel dans cette mesure ne vaudrait pas la peine d'être communiqué.

Évaluation de la taille de l’échantillon et analyse statistique

Nous prévoyons d'inscrire 10 participants qui reçoivent le probiotique et 10 participants qui reçoivent le placebo. Nous émettons l'hypothèse qu'en utilisant un test t apparié, les participants prenant le probiotique auront significativement (P < 0,05) changement plus faible des nitrites plasmatiques (post moins pré) au suivi par rapport au départ alors qu'il n'y aura pas d'effet significatif du placebo (test t apparié).

Nous avons calculé que nous aurions une puissance de 80 % pour mesurer une diminution de 75 % de la variation des nitrites au moment du suivi par rapport à la ligne de base pour le groupe probiotique avec 10 participants par groupe (critère continu, deux échantillons indépendants). Nous avons supposé un écart type de 60 % dans la variation des nitrites pour le suivi par rapport à la ligne de base, sur la base des données précédentes de notre laboratoire.