Supplemento di olio di pesce, nutrigenomica e prevenzione del cancro del colon-retto

1.Razionale e finalità specifiche

Il cancro del colon-retto (CRC) è il terzo tumore più comune e la seconda causa più frequente di mortalità correlata al cancro negli Stati Uniti. Studi sugli animali e sull'uomo hanno suggerito che gli acidi grassi polinsaturi n-3 (PUFA), l'acido eicosapentanoico (EPA) e l'acido docosaesanoico (DHA) di origine marina hanno proprietà inibitorie del cancro mentre, al contrario, i PUFA n-6 come l'acido arachidonico (ARA ) può promuovere la tumorigenesi. Il meccanismo alla base di questi effetti opposti è probabilmente dovuto alle differenze nell'attività biologica dei loro prodotti finali eicosanoidi e ai loro effetti sull'infiammazione cronica. La prostaglandina E2 (PGE2) è un eicosanoide pro-infiammatorio prodotto in modo aberrante sia negli adenomi colorettali che nel cancro ed è derivato dall'ARA attraverso la via della cicloossigenasi. L'EPA viene convertito attraverso lo stesso percorso nella prostaglandina E3, che ha un'affinità per il recettore E della prostaglandina da 4 a 7 volte inferiore, è meno infiammatoria e può anche essere pro-apoptotica rispetto alla PGE2. Pertanto, potrebbe essere il rapporto tra ARA, EPA e DHA piuttosto che i livelli assoluti di PUFA n-3 di origine marina a contribuire maggiormente ai loro effetti antiproliferativi e pro-apoptotici.

Tuttavia, il rapporto tra ARA e EPA + DHA può essere manipolato attraverso l'integrazione di olio di pesce; i fattori genetici possono svolgere un ruolo chiave nel determinare questo rapporto. Recenti studi di associazione e aplotipo su tutto il genoma hanno dimostrato che fino al 28% della varianza additiva nei livelli tissutali di ARA è spiegata da varianti in un singolo gene, la desaturasi degli acidi grassi 1 (FADS1). FADS1 è l'enzima limitante la velocità nella conversione dell'acido linoleico (LA), il PUFA più comunemente consumato, in ARA, e gli omozigoti per l'allele T (frequenza della popolazione del 13%, HapMap -CEU) in rs174537 hanno desaturasi degli acidi grassi inferiore attività e successivamente abbassare i livelli tissutali di ARA. Mentre l'EPA può essere prodotto in vivo dall'acido α-linolenico, negli esseri umani questo processo è estremamente inefficiente e la maggior parte dell'EPA a livello tissutale deriva direttamente dal consumo alimentare di pesce grasso. Pertanto, l'elevata attività di FAD1 e successivamente l'aumento dei livelli tissutali di ARA possono compensare alcuni dei potenziali benefici dell'integrazione alimentare con olio di pesce. Ad oggi, nessuno studio pubblicato in precedenza ha indagato su come le varianti genetiche che influenzano l'attività della desaturasi degli acidi grassi potrebbero modificare gli effetti benefici dell'integrazione di olio di pesce.

L'ipotesi dei ricercatori è che gli individui con una minore attività geneticamente determinata di FADS1 trarranno maggiori benefici dall'integrazione di olio di pesce rispetto agli individui con una maggiore attività di FADS1 a causa dei livelli tissutali inferiori di ARA e successivamente di un rapporto ARA/EPA + DHA più favorevole. Per verificare questa ipotesi, gli investigatori recluteranno 150 partecipanti con polipi adenomatosi identificati di recente e condurranno uno studio controllato randomizzato fattoriale 3 X 2 in doppio cieco di 6 mesi. Il primo fattore sarà il genotipo rs174537 (GG, GT e TT) nel gene FADS1 e il secondo fattore sarà l'integrazione di olio di pesce (olio di pesce contro placebo). L'esito primario dello studio sarà il cambiamento rispetto al basale nella proliferazione delle cellule epiteliali rettali misurata mediante l'etichettatura del Ki-67 e l'apoptosi della cripta rettale misurata mediante TUNEL. Gli endpoint secondari includeranno l'espressione delle cellule epiteliali rettali di COX-2 e 15-PGDH, la produzione di cellule rettali di PGE2 e PGE3, le concentrazioni di acidi grassi delle cellule rettali, nonché i cambiamenti rispetto al basale nei biomarcatori dell'infiammazione (proteina C-reattiva), le adipochine (leptina, adiponectina) e marcatori di sensibilità all'insulina (HOMA-IR).

Gli obiettivi specifici di questa proposta di ricerca sono:

1. determinare l'efficacia degli integratori di olio di pesce sugli indici di proliferazione delle cellule epiteliali rettali e sui marcatori di apoptosi delle cripte rettali; E,
2. per determinare l'effetto dell'attività della desaturasi degli acidi grassi geneticamente determinata sulla supplementazione di olio di pesce per i marcatori del rischio di cancro del colon-retto.

Gli obiettivi a lungo termine dei ricercatori sono determinare i fattori genetici che potrebbero influenzare l'efficacia dell'integrazione di olio di pesce al fine di condurre uno studio più definitivo sulla recidiva dell'adenoma utilizzando PUFA n-3 di origine marina. I ricercatori prevedono che l'olio di pesce avrà un effetto antineoplastico e che gli individui con bassa attività FADS1 avranno una risposta maggiore rispetto agli individui con alta attività FADS1. Questo studio sarà il primo a indagare la nutrigenomica dell'integrazione di olio di pesce nella chemioprevenzione del cancro del colon-retto e potrebbe avere implicazioni oltre la prevenzione del cancro poiché l'olio di pesce viene attivamente studiato per i suoi effetti antinfiammatori nelle malattie cardiovascolari e psichiatriche, nonché nel diabete mellito e nel sindrome metabolica.

2. Reclutamento e Conservazione

Gli investigatori identificheranno i partecipanti idonei in base ai criteri di inclusione esaminando i dati dello studio e i dati delle cartelle cliniche raccolti nel Tennessee Colorectal Polyp Study (TCPS). Ai partecipanti ancora idonei dopo la revisione del record verrà inviata una lettera introduttiva che li invita a partecipare. Una settimana dopo che la lettera è stata spedita; un intervistatore qualificato della Vanderbilt Survey Research Shared Resource (SRSR) chiamerà i potenziali partecipanti per fornire informazioni più dettagliate sullo studio, rispondere alle domande sullo studio e vedere se potrebbero essere interessati a partecipare. In quel momento, verrà fissato un appuntamento con il partecipante per la visita di persona di base. Dopo la visita iniziale e l'ottenimento del consenso informato, un intervistatore dell'SRSR condurrà il sondaggio del colloquio di base e i richiami dietetici di 24 ore. Alla visita di riferimento, gli investigatori ri-genotipizzeranno rs174535 per confermare l'accuratezza del processo di imputazione. Questa strategia consentirà agli investigatori di identificare in modo efficiente e accurato i candidati appropriati per il nostro studio.

I soggetti idonei si presenteranno al Vanderbilt General Clinical Research Center (GCRC) per la visita iniziale e le procedure dello studio di riferimento. I partecipanti che sono idonei per lo studio e forniscono il consenso scritto per l'arruolamento riceveranno sangue prelevato; viene eseguita una biopsia del tessuto adiposo e viene sottoposto alla procedura di biopsia della mucosa rettale di base. L'assegnazione del trattamento sarà ottenuta dalla Vanderbilt Investigational Pharmacy da un coordinatore. La prima dose del farmaco in studio verrà somministrata ai pazienti durante la visita iniziale e la data e l'ora registrate. Questa data e ora saranno considerate l'ora della randomizzazione.

3. Randomizzazione

La randomizzazione sarà effettuata secondo uno schema di randomizzazione a blocchi permutati stratificato sui tre genotipi. La randomizzazione procederà all'interno di questi tre strati con una dimensione del blocco dell'intervallo di bilanciamento, variabile in modo casuale in base al risultato di un numero casuale generato dal computer. Ciò garantisce che la proporzione cumulativa di assegnazioni a ciascun trattamento sarà bilanciata dopo che ogni blocco di assegnazioni è stato effettuato.

4. Procedure di studio

1. Raccolta dati

   Poiché l'esposizione alimentare esterna a PUFA n-6 e n-3 potrebbe eventualmente confondere l'effetto dell'integrazione di olio di pesce, i ricercatori eseguiranno un totale di quattro studi di richiamo alimentare di 24 ore per ciascun partecipante nel corso dello studio. Al momento dell'arruolamento, gli investigatori condurranno due valutazioni dietetiche di 24 ore, una nei giorni feriali e una nel fine settimana, poiché la dieta dei partecipanti può variare in base al giorno della settimana. Inoltre, gli investigatori condurranno un richiamo dietetico di 24 ore alla settimana 8 e alla settimana 16. I ricercatori utilizzeranno i dati raccolti da queste valutazioni dietetiche di 24 ore insieme alle tabelle standard di composizione degli alimenti per calcolare l'esposizione alimentare ai PUFA.

   Gli investigatori determineranno l'aderenza al farmaco in studio ad ogni visita di persona durante lo studio. I farmaci e le modifiche ai farmaci verranno registrati durante queste visite. I pazienti che iniziano un nuovo FANS durante lo studio verranno ritirati e verrà eseguita una visita di uscita. L'aderenza all'olio di pesce sarà determinata anche attraverso l'analisi degli acidi grassi della membrana fosfolipidica dei globuli rossi eseguita al mese 3 e al mese 6. Inoltre, per determinare se l'integrazione di olio di pesce influenza anche la concentrazione della membrana degli acidi grassi nel tessuto bersaglio, i ricercatori determineranno il cambiamento nella concentrazione di acidi grassi nella membrana fosfolipidica delle cellule epiteliali del retto.

2. Capsule di olio di pesce

   I partecipanti assegnati alla supplementazione di olio di pesce saranno istruiti a prendere tre Lovaza® capsule contenenti ciascuna 465 mg di EPA e 375 mg di DHA al giorno; ciò fornirà una dose giornaliera totale di 1395 mg di EPA più 1125 mg di DHA per una dose giornaliera totale di olio di pesce di 2,5 grammi. I pazienti prenderanno una compressa tre volte al giorno durante i pasti. Le capsule Lovaza® sono l'unica preparazione di olio di pesce approvata dalla FDA e, come tali, la qualità del farmaco è monitorata e assicurata. Le capsule di olio di pesce di grado farmacologico hanno il vantaggio di fornire alte concentrazioni di PUFA, bassi livelli di contaminanti, come il mercurio, e quasi nessun odore di pesce.

3. Capsule di placebo

   Gli investigatori useranno l'acido oleico come placebo. La ragione per l'uso dell'acido oleico è molteplice. In primo luogo, le capsule di acido oleico (olio d'oliva) hanno consistenza, dimensioni, colore e consistenza simili alle capsule di olio di pesce. Ancora più importante, l'acido oleico non subisce la conversione in un eicosanoide o in qualsiasi altro prodotto metabolicamente attivo. Ciò è opposto all'olio di mais, che è stato utilizzato anche come placebo negli studi sull'olio di pesce, ma è principalmente acido linoleico e potrebbe successivamente aumentare i livelli tissutali di ARA e confondere i risultati del nostro studio. L'acido oleico è stato utilizzato come placebo in diversi studi precedenti sull'integrazione di olio di pesce ed è ben tollerato.

4. Visite di valutazione

I pazienti si recheranno presso la clinica GCRC al basale (visita iniziale), dopo 3 mesi di trattamento in studio (visita intermedia) e dopo 6 mesi di trattamento in studio (visita finale). Il coordinatore dello studio contatterà i partecipanti ogni 4 settimane nel corso dello studio per incoraggiare l'adesione al protocollo dello studio. Alle visite trimestrali e semestrali, l'adesione al trattamento sarà monitorata mediante conteggio delle capsule e misurazione delle concentrazioni di acidi grassi fosfolipidici eritrocitari. Gli eventi avversi verranno registrati durante queste visite.

5. Gestione dei dati e controllo di qualità

Il Vanderbilt GCRC Informatics Core sarà utilizzato come posizione centrale per l'elaborazione e l'analisi dei dati. La Vanderbilt University ha sviluppato strumenti software e metodologia del flusso di lavoro per la raccolta elettronica e la gestione dei dati degli studi di ricerca. (132) REDCap (Research Electronic Data Capture) è un'applicazione sicura basata sul Web che fornisce agli utenti un'interfaccia intuitiva per l'inserimento di dati convalidati in remoto (con controlli automatizzati del tipo e dell'intervallo di dati), audit trail e reportistica sulla manipolazione dei dati e un'esportazione meccanismo per l'esportazione di dati di fine studio in pacchetti statistici comuni.