Probiotici e microbioma: sperimentazione clinica di intervento per ansia e depressione

Scopo

Il microbioma umano, noto anche come microflora, è composto dalle colonie batteriche del corpo. Sebbene i batteri siano comunemente associati alla malattia, esistono batteri buoni noti come batteri probiotici che crescono naturalmente nel microbioma dell'intestino umano. I batteri probiotici sono microrganismi vivi e sono costituiti da circa 400 diversi ceppi batterici che supportano la vita nel loro organismo ospite. Il microbioma intestinale, noto anche come flora intestinale, svolge un ruolo nel normale sviluppo umano, nella digestione, nel peso corporeo, nella nutrizione e nella regolazione del sistema immunitario, oltre a influenzare varie funzioni neurologiche. È stato scoperto che fattori ambientali tra cui antibiotici, malattie, stress e dieta possono alterare il microbioma di un individuo attraverso i loro effetti sui batteri probiotici situati nella microflora intestinale.

Sebbene i batteri probiotici crescano naturalmente nell'intestino umano, l'acquisizione del microbioma intestinale varia in ogni individuo a seconda di vari fattori, tra cui il metodo di nascita e la dieta precoce. La ricerca suggerisce che la prima esposizione dei neonati ai batteri e l'acquisizione dei primi componenti del loro microbioma avvenga durante la nascita. I neonati acquisiscono i batteri delle loro madri mentre passano attraverso il canale vaginale durante il parto. La ricerca indica che, per questo motivo, i bambini nati con taglio cesareo hanno un microbioma meno diversificato (Dominguez-Bello, Costello, Contreras, Magris, Hidalgo, Fierer e Knight, 2010). La ricerca suggerisce anche che dopo la nascita, i bambini continuano ad acquisire il loro microbioma intestinale nei primi due anni di vita sotto l'influenza della nutrizione dietetica. Ad esempio, in uno studio su sei bambini allattati al seno e sei alimentati con formula, coloro che consumavano una formula particolarmente arricchita che conteneva sia prebiotici (sostanze che alimentano i probiotici) che una varietà di batteri probiotici avevano una flora intestinale molto più diversificata rispetto a quelli che ricevuto latte materno (Harmsen, Wildeboer-Veloo, Raangs, Wagendorp, Klijn, Bindels e Welling, 2000). Si prega di notare che questo studio non nega i benefici del latte materno e aveva lo scopo di valutare l'effetto di concentrazioni elevate di prebiotici e probiotici in una formula per bambini chimicamente simile al latte materno.

Poiché i batteri probiotici vengono acquisiti naturalmente da fonti ambientali oltre a crescere normalmente nel corpo umano, è sicuro per gli esseri umani consumare probiotici. Inoltre, Health Canada ha etichettato i probiotici come un prodotto naturale per la salute (NHP) sicuro per il consumo umano. I cibi comuni che mangiamo ogni giorno contengono batteri probiotici che arricchiscono la nostra flora intestinale. Ad esempio, yogurt e formaggio contengono batteri probiotici. C'è stato un recente aumento dell'interesse per i probiotici tra i ricercatori poiché aumentano gli effetti positivi dei probiotici sul microbioma intestinale e il riconoscimento del loro grande potenziale terapeutico per un'ampia varietà di condizioni.

Il microbioma e la salute fisica

La ricerca ha dimostrato che i ceppi batterici probiotici, come i bifidobatteri e i lattobacilli, aiutano nel trattamento della sindrome dell'intestino irritabile e di altre malattie gastrointestinali e intestinali inibendo la colonizzazione e la crescita dei batteri che causano la malattia. Inoltre, si ritiene che il microbioma intestinale svolga un ruolo fondamentale nella regolazione del funzionamento sano del sistema immunitario. Il funzionamento del sistema immunitario è mantenuto dalle relazioni omeostatiche con il microbioma, che a sua volta svolge un ruolo nello sviluppo dei tessuti linfoidi e del sistema immunitario (Hooper, Littman e Macpherson, 2012). Gli squilibri nella microflora intestinale sono stati associati a risposte immunitarie compromesse.

Il microbioma e la salute mentale

Il microbioma è stato associato a una varietà di condizioni di salute mentale. I ricercatori hanno soprannominato questa connessione "l'asse intestino-cervello" (Forsythe, Sudo, Dinan, Taylor e Bienenstock, 2010). È stato scoperto che i batteri nell'intestino producono GABA e serotonina, sebbene al momento non sia noto l'esatto meccanismo con cui questi neurotrasmettitori prodotti a livello gastrointestinale influenzano il funzionamento del cervello. Tuttavia, le interruzioni nel microbioma sono state associate all'autismo, nonché all'ansia e ai disturbi depressivi.

Anche gli squilibri nella flora intestinale dovuti all'uso precoce di antibiotici, ad esempio, sono stati implicati nello sviluppo dell'autismo. È stato dimostrato che i probiotici aiutano nel trattamento dei sintomi autistici promuovendo la crescita di batteri benefici e inibendo la crescita di batteri nocivi. I ricercatori hanno identificato una crescita eccessiva di alcuni ceppi di Clostridia che producono acido propionico nelle viscere dei bambini autistici. L'acido propionico è una neurotossina che attraversa la barriera emato-encefalica e potrebbe interrompere il normale sviluppo del cervello nella prima infanzia (Parracho, Gibson, Knott, Bosscher, Kleerebezem e McCartney, 2010).

Le interruzioni nello sviluppo della normale microflora sono state anche associate ad alterazioni nella reattività allo stress che continuano in età avanzata. Ad esempio, vari percorsi metabolici, come quelli che coinvolgono gli acidi biliari e i sintetizzatori di ormoni steroidei, necessari per le funzioni corporee, dipendono da un microbioma sano (Antunes, Han, Ferreira, Lolic, Borchers e Finlay, 2011). La ricerca mostra che l'uso di antibiotici nelle prime fasi della vita porta a una riduzione della flora e della diversità intestinale e può essere coinvolto nel causare uno stato fisiologico di allerta, simile a un tratto noto come "sensibilità all'ansia". La sensibilità all'ansia si riferisce alla tendenza in alcuni individui a monitorare continuamente il proprio stato fisiologico e a interpretare erroneamente le normali fluttuazioni dell'omeostasi come eventi potenzialmente letali. Negli studi sugli animali, il consumo di probiotici porta a riduzioni dei comportamenti legati all'ansia e ad alterazioni dei recettori GABA che mediano gli ormoni legati allo stress (Bravo, Forsythe, Chew, Escaravage, Savignac, Dinan, Bienenstock e Cryan, 2011). Gli effetti benefici del microbiota intestinale sullo stress e sull'ansia sono stati evidenziati anche confrontando topi privi di germi (cioè topi senza microbioma) con topi con una ricca microflora intestinale. I topi con una ricca microflora intestinale mostrano una minore reattività allo stress rispetto ai topi privi di germi.

Proposta attuale

Il progetto proposto studierà gli effetti dei probiotici sull'ansia e sui fattori psicologici e fisiologici associati negli esseri umani. Il potenziale terapeutico dei probiotici per ridurre l'ansia e altri fattori associati a un microbioma interrotto sarà valutato in un disegno in doppio cieco con crossover con placebo. Sulla base dei risultati della ricerca fino ad oggi, si ipotizza che i probiotici riducano l'ansia e i sintomi depressivi.

Metodologia

Settantacinque partecipanti uomini e donne di età superiore ai 18 anni saranno reclutati tramite annunci pubblicati in varie località nell'area di Wolfville, nonché giornali locali e siti di social media come Facebook. Annunci online che includono un collegamento a un sito Web contenente informazioni sull'idoneità e sui requisiti dello studio (http://www.probioticstudy.com) sarà pubblicato sui gruppi Facebook di varie organizzazioni a Wolfville, tra cui Inner Sun Yoga Center, Wolfville Farmer's Market e EOS Fine Foods Community Board, nonché su giornali locali come Grapevine e Advertiser (vedi Appendice A). Gli opuscoli informativi saranno distribuiti al Valley Regional Hospital, all'Eastern Kings Memorial Health Centre e alla Mud Creek Medical Co-op Ltd. per essere esposti nelle loro sale d'attesa (vedi Appendice B). I poster pubblicitari saranno anche affissi nell'area di Wolfville (incluso il consiglio della comunità dell'Acadia Athletic Complex, il Wolfville Shopper's Drug Mart e il consiglio della comunità dell'ufficio postale di Wolfville) con linguette contenenti l'URL del sito Web per la pagina delle informazioni sullo studio (vedere Appendice C). Un'e-mail a tutto il personale verrà inviata anche al personale dell'Acadia University destinato a occupazioni non accademiche per il reclutamento (vedere Appendice D).

Poiché esiste una ricerca limitata sui partecipanti di età inferiore ai 18 anni, i partecipanti devono avere almeno 18 anni. I partecipanti devono inoltre vivere a breve distanza in auto da Wolfville, in Nuova Scozia, essere in grado di venire a Wolfville per gli appuntamenti con i ricercatori e disporre di un indirizzo e-mail valido. I criteri di esclusione per la partecipazione includono l'avere un'occupazione legata all'università, incluso professore o studente universitario/universitario (per evitare effetti di coorte legati a fluttuazioni specifiche in condizioni associate a forte stress durante il periodo accademico); avere l'HIV/AIDS; attualmente sottoposto a chemioterapia; avere un grave problema metabolico, immunitario o digestivo diagnosticato, tra cui cancro, morbo di Crone o colite ulcerosa, sclerosi multipla, lupus, morbo di Addison o altra forma di insufficienza surrenalica; attualmente usando farmaci per l'ansia; assunzione di capsule probiotiche; prendere antibiotici; o avere qualsiasi altra grave malattia medica.

Una volta che i potenziali partecipanti avranno esaminato le informazioni sul sito web dello studio e indicato che desiderano partecipare, verranno indirizzati a una pagina di consenso informato. Selezionando la casella e facendo clic su "Invia" nella pagina del consenso informato online, indicheranno il loro consenso a partecipare e saranno indirizzati a un questionario demografico (vedi Appendice E). Il questionario conterrà domande sulla salute dei partecipanti, sulla storia medica e sugli alimenti che consumano. Tutti i dati raccolti online durante questo studio saranno ospitati su un server canadese per evitare i problemi del Patriot Act associati ai dati ospitati sui server statunitensi. Il ricercatore fisserà gli appuntamenti con i partecipanti che danno il consenso online per partecipare.

Lo studio sarà condotto per un periodo di 22 settimane, durante il quale i partecipanti consumeranno un probiotico orale per 10 settimane e un placebo (una sostanza inerte senza effetto terapeutico) per 10 settimane, con un periodo di washout di due settimane nel mezzo . I partecipanti riceveranno il probiotico o il placebo per le prime dieci settimane e l'altro per le seconde 10 settimane. Né il partecipante né il ricercatore che somministra i probiotici e i placebo saranno a conoscenza di quale sta assumendo il partecipante. Poiché si tratta di un progetto in doppio cieco, solo il supervisore, la dottoressa Susan Potter, sarà al corrente della condizione sperimentale dei partecipanti. Il supervisore assegnerà in modo casuale i partecipanti a una condizione placebo o probiotica.

Il probiotico utilizzato in questo studio sarà Organic Probiotics 7 Strains 20 Billion per grammo acquistato da Prescription For Life. Questa è una polvere probiotica organica naturale che include ceppi di batteri probiotici Acidophilus, Bifidum, Casei e Rhamnosus, 400 mg per capsula. Le capsule di placebo conterranno 400 mg di farina di riso. Ogni partecipante riceverà due flaconi di pillole: uno con 70 capsule probiotiche per dieci settimane e un altro con 70 capsule placebo per dieci settimane. Queste capsule devono essere consumate per via orale, una capsula al giorno.

Il ricercatore e il supervisore programmeranno un incontro con ciascun partecipante per fornire istruzioni dettagliate per lo studio e per ottenere il consenso informato per la continuazione di ciascun partecipante nello studio (vedere Appendice F e Appendice G). All'appuntamento iniziale, all'appuntamento di dieci settimane e all'appuntamento finale di venti settimane, i partecipanti completeranno la scala Depression Anxiety and Stress (DASS) e l'Anxiety Sensitivity Index (ASI). I partecipanti completeranno queste misure tre volte durante il periodo di studio in modo che i ricercatori possano misurare il cambiamento nei sintomi di ansia e depressione attraverso i tre punti temporali. A ciascuno di questi incontri i partecipanti riceveranno anche il loro flacone di capsule di probiotici o capsule di placebo da assumere nel periodo di 10 settimane. Al loro appuntamento di dieci settimane, i partecipanti riceveranno anche copie del DASS e dell'ASI da completare alla fine dello studio (vedi Appendice H). Al terzo e ultimo appuntamento, i partecipanti porteranno i loro questionari compilati e avranno l'opportunità di porre eventuali domande sullo studio, oltre a completare una votazione per l'estrazione dei premi. Se desiderano sapere durante quali fasi hanno ricevuto le capsule probiotiche e placebo, verrà loro comunicato che le informazioni verranno inviate loro tramite e-mail una volta completato lo studio.

I partecipanti saranno contattati dal ricercatore il terzo e il sesto giorno di ciascuna fase (probiotico e placebo) via e-mail per effettuare il check-in e rispondere a qualsiasi domanda possano avere (vedere Appendice I). Ai partecipanti verrà chiesto di completare un breve questionario una volta ogni due settimane durante il periodo di studio, che non dovrebbe richiedere più di 5 minuti per essere completato (vedere Appendice J e Appendice K), per tracciare eventuali cambiamenti nell'ansia e/o nella salute fisica, come così come mantenere aperte le linee di comunicazione in caso di domande.

Consenso

I partecipanti compileranno due moduli di consenso, uno online prima della raccolta di informazioni demografiche e identificative e uno prima dell'inizio della fase probiotica dello studio (vedere Appendice E e Appendice G, rispettivamente).

L'inganno e il debriefing

Sebbene non sia tecnicamente un inganno, i partecipanti riceveranno un placebo o un probiotico per intervalli di dieci settimane nel periodo di studio, ma non verrà detto quale dei due stanno ricevendo, anche se saranno informati che non gli verrà detto. Al termine dello studio, ai partecipanti che desiderano sapere verrà comunicato quale dei due (probiotici o placebo) hanno ricevuto durante ciascun periodo di dieci settimane. I partecipanti avranno inoltre l'opportunità di ricevere una risposta a tutte le loro domande dal ricercatore e coloro che desiderano ricevere una copia dei risultati verranno inviati via e-mail una volta completato lo studio.

Rischi e benefici

I probiotici sono batteri buoni che crescono naturalmente nell'intestino umano. Ad oggi, non ci sono rischi pubblicati associati al consumo di probiotici. Tuttavia, i partecipanti verranno contattati due volte durante la prima settimana di ciascuna fase (probiotico e placebo) per assicurarsi che non stiano riscontrando effetti collaterali negativi. Inoltre, i partecipanti invieranno aggiornamenti sulla loro salute fisica e mentale ogni due settimane durante lo studio oltre ad essere incoraggiati a contattare i ricercatori in caso di dubbi durante il periodo di studio.

È possibile che i partecipanti possano essere resi più consapevoli di eventuali sintomi ansiosi o depressivi che stanno vivendo attraverso la partecipazione a questo progetto di ricerca e, come risultato di una maggiore frequenza, possono sperimentare un aumento del loro disagio emotivo. Per affrontare queste preoccupazioni, ai partecipanti verranno fornite informazioni di contatto specifiche per i fornitori di servizi di salute mentale nell'area di Wolfville.

Sebbene i benefici diretti per i partecipanti siano incerti a questo punto, è possibile che possano sperimentare una riduzione dell'ansia e/o dei sintomi depressivi, ed è molto probabile che sperimenteranno una riduzione di qualsiasi sintomo fisiologico correlato all'intestino, di conseguenza di prendere i probiotici. Tuttavia, sarà impossibile determinare se eventuali miglioramenti dei sintomi siano attribuibili all'intervento probiotico fino al completamento dello studio.

Riservatezza

La riservatezza sarà mantenuta in ogni momento. Una volta iscritti allo studio, a ciascun partecipante verrà assegnato un numero di codice univoco che verrà utilizzato su tutti i questionari e altri dati. I nomi dei partecipanti non appariranno insieme ad alcun dato ad eccezione del questionario online iniziale. Una volta che i potenziali partecipanti sono stati contattati in merito alla loro partecipazione alla fase di intervento dello studio, i dati del questionario online verranno rimossi dal server e i nomi verranno sostituiti con numeri di codice. Un elenco principale di numeri di codice e nomi verrà conservato in un file protetto da password in una cartella separata sul computer protetto da password del ricercatore.

Sicurezza dei dati: tutti i questionari cartacei saranno archiviati in un archivio chiuso a chiave in un ufficio chiuso a chiave. Tutti i file di dati elettronici saranno archiviati su un computer protetto da password. Poiché quest'area di ricerca è relativamente nuova, i dati saranno conservati a tempo indeterminato in quanto potrebbero aiutare a guidare studi futuri.