A Concord szőlő polifenol-szója fehérje izolátum komplexének (GP-SPI) hatása a bél mikrobiotára

A javasolt tanulmány azt vizsgálja, hogy a GP-SPI rövid távú kiegészítése hogyan módosíthatja az egészséges résztvevők bélmikrobiális közösségét, miközben figyelemmel kíséri a máj- és vesefunkciót/egészséget.

Jelentőség:

A GP-SPI élelmiszer-összetevő biokémiai tulajdonságai jól dokumentáltak, és a GP-SPI és SPI-kiegészítőket széles körben tesztelték egereken. A javasolt vizsgálat logikus folytatása azoknak az állatkísérleteknek, amelyek azt mutatták, hogy a csak SPI-vel kiegészített, magas zsírtartalmú diétával (HFD) táplált kontroll egerekhez képest a GP-SPI-vel kiegészített izokalorikus HFD-vel táplált egerek nagyobb ellenállást mutattak a súlygyarapodással szemben. zsírosodás és glükóz intolerancia. Ezeket a hatásokat az egérbél mikrobióta összetételében bekövetkezett változások kísérték, beleértve az Akkermansia muciniphila mikroba megnövekedett abundanciáját, ami a metabolikus rezilienciával kapcsolatos. Hasonló bélmikrobióta változásokat figyeltek meg GP-SPI-vel kiegészített, alacsony zsírtartalmú diétával (LFD) táplált sovány egerekben.

A szőlő bogyóiban, különösen héjában és magjában található polifenolok B-típusú proantocianidin (PAC) osztályát egészségügyi előnyökkel hozták összefüggésbe; A PAC-ok azonban rosszul szívódnak fel, és csak a vastagbélben érnek el magas koncentrációt, ami kérdéseket vet fel a hatásmechanizmus(ok)ról. Korábbi tanulmányok kimutatták, hogy a szőlőből és áfonyából származó étrendi PAC megváltoztatja a bél mikrobiotáját az anyagcsere-ellenálló képességgel összefüggésben. A PAC-okat a bélbaktériumok is biotranszformálják, hogy mikrobiális metabolitokat (MM-eket) képezzenek, amelyek hozzájárulhatnak az egészségügyi előnyökhöz.

Kutatási tervezés és módszerek

A leendő résztvevőket a Rutgers Egyetem campusain helyben közzétett szórólapokon keresztül toborozzák, és elküldik az egyetemi e-mail listákra. Az érdeklődőket a befogadási és kizárási kritériumok szerint szűrjük.

A beiratkozott alanyok megkezdik a 17 napos tanulmányt.

Tanulmányi eljárások

• Harminc tárgyat vesznek fel.
• Élelmiszerlista: A résztvevők betartják szokásos étrendjüket, kivéve a PAC-ban gazdag élelmiszerek listáját, amelyektől tartózkodniuk kell egy 5 napos kimosási időszak és a 10 napos beavatkozás alatt. Az élelmiszerek listája alább található. A cél az, hogy a GP-SPI legyen a fő/egyetlen PAC forrás az étrendben a vizsgált időszakban.
• Kimosás és SPI (-5. és -1. nap): A -5. napon (a kiindulási állapot előtt) minden kiegészítés előtt minden alany leveszi széklet- és vizeletmintáját. Ezután minden alany naponta kétszer fog SPI-t fogyasztani (előre lemért 20 g-os csomagokban) egy 5 napos kimosási időszak alatt (-5, -4, -3, -2 és -1 nap). Az alanyok utasítást kapnak, hogy minden csomag SPI-t keverjenek össze 250 ml vízben vagy turmixban (receptpélda alább található), a megengedett élelmiszerek felhasználásával az utasításokban leírtak szerint, és egyszer reggel reggeli előtt és egyszer este vacsora előtt fogyasszák el.
• 0. nap: A következő napon minden alany gyűjti a kiindulási (0. nap) széklet- és vizeletmintát. Vérmintát vesznek tőlük egy vizsgálati nővér. Vért használnak fel a CMP-teszthez, és az elkészített szérumot aliquot részekre osztják, és -80 °C-on tárolják a markeranalízishez és a metabolomikához való feldolgozásig. A 0. napi minták elemzése segíteni fog abban, hogy a GP-SPI beavatkozás során gyűjtött későbbi mintákból elkülönítsék az egyedül az SPI-ből eredő hatásokat. A 0. napon az alanyok vizelet- és székletmintákat adnak le az IFNH-ban, és összegyűjtik a GP-SPI-csomagokat. A 0. napon a résztvevők szünetet tartanak az SPI fogyasztásában, és az 1. nap reggelén megkezdik a GP-SPI kiegészítést.
• GP-SPI (1-10. nap): Minden alany húsz előre lemért 20 g-os csomag GP-SPI-t kap. Az 1. napon az alanyokat arra utasítják, hogy minden csomag GP-SPI-t keverjenek össze 250 ml vízben vagy turmixban (receptpéldát adunk meg, lásd alább), a megengedett ételeket használva az utasításokban leírtak szerint, és egyszer fogyasszák el a GP-SPI keveréket reggel reggeli előtt és egyszer este vacsora előtt 10 egymást követő napon.
• Az alanyok egy személyes turmixgépet kapnak a turmix elkészítéséhez (értéke ~25 USD), amelyet megtarthatnak.
• Digitális étkezési napló: A résztvevőket arra kérik, hogy készítsenek fényképeket minden ételükről és italukról (kivéve a vizet), beleértve a vizsgálati kiegészítőket is a személyes mobil számítógépükkel (pl. okostelefon, iPad vagy hasonló). A résztvevőknek le kell tölteniük az ingyenes WhatsApp mobilalkalmazást, hogy fényképeket küldhessenek az élelmiszerek rövid leírásával. A fényképeket és az ételleírásokat a tanulmányhoz létrehozott e-mail címre is elküldheti (food4microbes@sebs.rutgers.edu). Az étkezési naplót meg kell vezetni az 5 napos SPI és kimosási időszak alatt, a 0. napon (szünet), a 10 napos GP-SPI beavatkozási perióduson és egészen a 11. napon történő végső vérvételig (összesen 17 nap). .
• Székletminták: Az alanyok 95% etanolt és/vagy 50% glicerint (50% vizet) tartalmazó csöveket kapnak, valamint papír WC-tartozékokat a székletminták könnyű öngyűjtése érdekében; minden résztvevőt tájékoztatnak a székletgyűjtő anyagok használatáról. A székletmintákat aliquot részekre osztják, és -80 °C-on tárolják a kivonásig. A székletminták 50%-os glicerinben történő gyűjtése és azonnali fagyasztása lehetővé teszi a bélbaktériumok tenyésztését in vitro kísérletekhez.
• Bristoli széklet skála űrlap: Az alanyok megkapják a Bristol széklet skála (BSS) űrlapot, és felkérik, hogy töltsék ki a vizsgálat -5., 0., 2., 4., 6., 8. és 10. napján gyűjtött székletmintákhoz. Kimutatták, hogy a széklet konzisztenciája erősen korrelál a bél mikrobiota gazdagságával és összetételével, az enterotípusokkal és a baktériumok növekedési ütemével. Azokat az alanyokat, akik naponta legalább egy székletürítésről számolnak be, a vizsgálati protokollnak való könnyebb megfelelés érdekében toborzásra kerülnek. Ezenkívül a BSS űrlap tartalmaz egy extra oszlopot a menstruációval kapcsolatos információk rögzítésére a mintagyűjtés ideje alatt, mivel ez a változó hatással lehet a metabolit- vagy baktériumprofilokra.
• Vizeletminták: Az alanyokat steril gyűjtőedényekkel látják el a vizeletminták 2., 4., 6., 8. és 10. napon történő gyűjtéséhez, és felkérik őket, hogy a mintákat 4 °C-os hűtőszekrényben tartsák a laboratóriumba szállításig a metabolit stabilitásának megőrzése érdekében. Az alanyokat arra kérik, hogy a lehető leghamarabb, a gyűjtéstől számított 2-3 napon belül vigyék be a mintáikat a laboratóriumba feldolgozásra. A vizeletmintákat alikvotokra osztják és -80 °C-on tárolják a metabolomikai vizsgálatokhoz való feldolgozásig.
• Vérminta: A 11. napon az alanyoktól végső vérmintát vesznek. Vért használnak fel a CMP-teszthez, és az elkészített szérumot aliquot részekre osztják, és -80 °C-on tárolják a markeranalízishez és a metabolomikához való feldolgozásig.

A mintákat longitudinális, a mikrobiómát átfogó asszociációs vizsgálathoz (MWAS) fogják felhasználni, hogy azonosítsák azokat a bélbaktérium-fajokat/törzseket, amelyek pozitívan vagy negatívan kapcsolódnak a GP-SPI-kiegészítéshez. Az összegyűjtött vizelet-, széklet- és vérmintákon anyagcsere-elemzést végeznek az ismert és ismeretlen metabolitok azonosítása/számszerűsítése érdekében. A sörétes metagenomikus szekvenálást székletmintákon végzik el, hogy kiváló minőségű genomokat állítsanak elő a faj/törzs szintű azonosításhoz. Ezek a dinamikus adatkészletek bemenetként szolgálnak az MWAS számára, hogy a bélbaktériumfajok/törzsek növekvő/csökkenő szintjét korrelálja a növekvő/csökkenő metabolitokkal. Ezeket a baktérium-metabolit asszociációkat azután az ok-okozati összefüggések megállapítására fogják használni, amelyek tovább tesztelhetők in vitro és egérmodellekben. Arra számítunk, hogy ezeknek a vizsgálatoknak a sikeres befejezése hozzá fog járulni a mechanisztikus magyarázatokhoz arra vonatkozóan, hogy az étrendi polifenolok, például a szőlő PAC-jai hogyan változtatják meg a bél mikrobiotáját és az ebből eredő MM-t az anyagcsere egészségének elősegítése érdekében.