Per determinare i cambiamenti della metabolomica e del microbioma dopo il consumo di succo di mirtillo tra le giovani donne

Il consumo di succo di mirtillo rosso è stato correlato alla prevenzione delle infezioni del tratto urinario. Tuttavia, a causa dell'amarezza e dell'astringenza dei prodotti a base di mirtillo rosso, la compliance dei partecipanti alla sperimentazione clinica relativa al mirtillo rosso è scarsa, il che rende difficile studiare ulteriormente la funzione del succo di mirtillo rosso. Di conseguenza, vi è un urgente bisogno di un approccio efficace per verificare la conformità dei partecipanti. Nello studio precedente, il metaboloma plasmatico e urinario nelle giovani donne dopo il consumo di succo di mirtillo rosso è stato studiato utilizzando un approccio globale UHPLC (cromatografia liquida ad altissima prestazione) -Q-Orbitrap-HRMS (spettrometria di massa ad alta risoluzione). Le analisi PLS-DA (analisi discriminante dei minimi quadrati parziali) hanno mostrato che sia il metaboloma plasmatico che quello urinario nelle giovani donne erano alterati dopo il consumo di mirtilli rossi rispetto al consumo basale e di succo di mela. Il consumo di succo di mirtillo ha causato una maggiore escrezione di metaboliti sia esogeni che endogeni. Questi metaboliti sono stati identificati come biomarcatori candidati per il consumo di succo di mirtillo rosso. I modelli consolidati PLS-DA (analisi discriminante dei minimi quadrati parziali) /OPLS-DA (analisi discriminante dei minimi quadrati parziali ortogonali) offrono l'opportunità di identificare i consumatori di succo di mirtillo rosso.

Non è noto se il consumo di succo di mirtillo rosso influenzi il profilo del microbiota intestinale nell'uomo. Ma diversi studi hanno suggerito che una dieta ricca di polifenoli migliora il profilo del microbiota intestinale. Il precedente studio in vitro con il microbiota intestinale umano ha indicato che il catabolismo microbico delle procianidine di mirtillo rosso di tipo A produceva metaboliti con profili e strutture diversi rispetto a quelli delle procianidine di tipo B.

La comprensione del cambiamento del microbioma nell'intestino umano consentirà ai ricercatori di correlare e spiegare i cambiamenti del metaboloma nelle urine e nel sangue e spiegherà anche i benefici per la salute dei mirtilli rossi.

Con tutti i campioni raccolti in questo studio, è possibile confrontare i cambiamenti metabolomici tra il trattamento a breve termine con succo di mirtillo rosso (3 giorni) e il trattamento a lungo termine (21 giorni). Poiché gli effetti di protezione delle vie urinarie dei succhi di mirtillo rosso sono spesso associati al consumo cronico, si prevede che uno studio a lungo termine identificherà più cambiamenti metabolomici.

Piano di ricerca:

Obiettivo specifico 1: venti (20) studentesse universitarie in buona salute di età compresa tra 18 e 29 anni con BMI (indice di massa corporea) normale (18,5-25) e almeno 110 libbre di peso saranno reclutate nel campus dell'UF (Università della Florida).

La pubblicità sarà sotto forma di volantini. Le informazioni di contatto degli investigatori saranno incluse nel volantino. Il questionario verrà utilizzato per ottenere informazioni sugli argomenti per la preselezione. Tutti i partecipanti riceveranno informazioni scritte e orali riguardanti i rischi naturali e potenziali dello studio.

Ai partecipanti verrà consigliato di evitare cibi ricchi di proantocianidine tra cui mirtilli, mirtilli, fragole, prugne, lamponi, mele, uva, estratto di semi d'uva, picnogenolo, vino rosso, tè, cioccolato e altri prodotti a base di cacao o altri integratori a base di mirtilli dall'inizio del 10 -giorno (1°-9°) eseguito nel periodo fino alla fine dello studio. Ai partecipanti verrà suggerito di consumare arancia, anguria, melata, melone in sostituzione. I kit di raccolta dei campioni di urina e feci saranno distribuiti a tutti i partecipanti e i partecipanti saranno addestrati a utilizzare i kit di raccolta. Un campione fecale verrà raccolto dai partecipanti durante qualsiasi giorno dal 7° al 9° giorno. La mattina del decimo giorno, il campione di urina veloce durante la notte verrà raccolto autonomamente e ai soggetti verrà prelevato un campione di sangue (2 provette, 30 ml in totale). La colazione sarà fornita ai partecipanti dopo la raccolta del campione di sangue a digiuno. Verrà assunto un flebotomo addestrato e certificato per prelevare il sangue. Dopo il prelievo di sangue, ogni partecipante consumerà 1 flacone (250 ml) di succo di mirtillo rosso o placebo e altri 5 flaconi di succo di mirtillo rosso o placebo verranno somministrati a ciascun soggetto da consumare la sera del 10° giorno e la mattina e la sera del 11° e 12° giorno. Verrà raccolto anche un campione fecale durante il 12°-4° giorno. Tutti i soggetti torneranno all'unità clinica la mattina del 13° giorno con un campione di urina veloce durante la notte auto-raccolto e i campioni di sangue verranno raccolti 30-60 minuti dopo che i partecipanti consumano 1 bottiglia di succo di mirtillo rosso o placebo. Il succo di mirtillo rosso o placebo verrà distribuito a ciascuno dei soggetti da consumare la sera del 13° giorno e la mattina e la sera dal 14° al 29° giorno. Gli appuntamenti saranno programmati settimanalmente o su richiesta dei partecipanti dal 14° al 29° giorno. Un campione fecale verrà raccolto tra il 29° e il 31° giorno. Al mattino del 30° giorno, il campione di urina veloce durante la notte verrà raccolto autonomamente e i soggetti riceveranno un campione di sangue prelevato dopo aver consumato succo di mirtillo rosso o placebo. Dopo un periodo di washout di 14 giorni, i partecipanti passeranno al regime alternativo e ripeteranno il protocollo. Tutti i campioni raccolti saranno aliquotati e conservati a -80°C. È improbabile che accada, ma se un soggetto ha effetti avversi gravi dopo il consumo di succo, il partecipante verrà rimosso dallo studio a seconda della sua situazione per motivi di sicurezza.

La preparazione del campione di urina e plasma raccolti al 13°, 48° giorno (3 giorni dopo il consumo di succo di mirtillo rosso/placebo) seguirà i protocolli stabiliti. I dati LC-HRMS (Cromatografia liquida - Spettrometria di massa ad alta risoluzione) saranno normalizzati e importati in SIMCA (Versione 13.0.3, Umetrics, Umea, Svezia) per utilizzare i modelli PLS-DA (analisi discriminante dei minimi quadrati parziali) /OPLS-DA (analisi discriminante dei minimi quadrati parziali ortogonali) precedentemente stabiliti per identificare ciecamente i consumatori di succo di mirtillo rosso. I risultati saranno inviati a Ocean Spray per la verifica.

Obiettivo specifico 2:

I campioni fecali di base e il campione fecale raccolti intorno al 30°, 65° giorno (21 giorni dopo il consumo di succo di mirtillo rosso/placebo) saranno analizzati per la composizione del microbioma. Il DNA microbico genomico sarà estratto dai campioni di feci utilizzando i kit di isolamento del DNA del suolo MoBlo Power. Il cambiamento del microbiota nell'intestino sarà correlato con i cambiamenti del metaboloma nelle urine mediante ridondanza e analisi discriminante. La mucina fecale e le IgA (Immunoglobulina A, indicatori della barriera intestinale), gli acidi grassi a catena corta e l'ammoniaca nei campioni di feci saranno analizzati utilizzando kit di analisi specifici o metodo HPLC (cromatografia liquida ad alta prestazione).

Obiettivo specifico 3:

La preparazione del campione di urina e plasma raccolto al 30°, 65° giorno (21 giorni dopo il consumo di succo di mirtillo rosso/placebo) seguirà i protocolli stabiliti. Le analisi UHPLC (Ultra high-performance liquid chromatography) -Q-Orbitrap-HRMS (High-resolution mass spectrometry), l'elaborazione dei dati multivariata e l'analisi statistica saranno le stesse del processo sperimentale discusso nell'obiettivo specifico 2.