Sviluppo di un pannello di biomarcatori per valutare lo stato nutrizionale della colina

La colina (Cho) è un nutriente essenziale e la maggior parte delle diete americane non raggiunge l'assunzione raccomandata. Le diete a basso contenuto di Cho sono associate a malattie epatiche e muscolari e a uno sviluppo fetale non ottimale, mentre le diete troppo ricche di colina possono essere associate a un aumentato rischio di malattie cardiache. Il cho è un nutriente necessario e nel 1998 sono stati stabiliti un apporto adeguato (AI) e un limite superiore tollerabile (UL) per il cho Nel 2016, la Food and Drug Administration (FDA) statunitense ha stabilito una dose giornaliera raccomandata (RDI) per il cho a base di sugli AI come parte della nuova etichetta nutrizionale per alimenti confezionati (pubblicata nel registro federale il 27 maggio 2016; FDA-2012-N-1210-0875, numero di registro federale: 2016-11867). L'AI/RDI varia in base all'età e al sesso, ma è di 550 mg/die negli uomini adolescenti e adulti e 425 mg/die nelle donne adulte (più nelle donne in gravidanza e in allattamento) e 400 mg/die nelle donne adolescenti.

Non esiste un biomarcatore convalidato per lo stato della colina (la disponibilità delle varie forme di Cho necessarie per sostenere una funzione cellulare ottimale). La misurazione delle concentrazioni plasmatiche di Cho non è adeguata in quanto la colina plasmatica è regolata omeostaticamente. Sulla base di ampi dati preliminari e pubblicati, questo gruppo ha identificato un pannello di potenziali biomarcatori che potrebbero essere utilizzati per valutare lo stato di Cho e ora propone studi per convalidare questo pannello di biomarcatori rispetto alle misure della dimensione del pool di Cho utilizzando la diluizione isotopica. I più grandi depositi di Cho si trovano nel fegato e la spettroscopia di risonanza di massa (MRS) del fegato è stata utilizzata in passato per valutare lo stato di Cho negli esseri umani. Questo metodo non è pratico per l'uso come biomarcatore nella pratica clinica o di sanità pubblica in quanto è costoso e la disponibilità della strumentazione è limitata. La biopsia epatica è rischiosa e non pratica, rendendo la misurazione delle concentrazioni epatiche di Cho e dei metaboliti Cho una scelta sbagliata per valutare lo stato di Cho.

Forse esiste un pannello di biomarcatori che insieme rifletteranno in modo più accurato e affidabile lo stato di Cho. Effettuando misurazioni in persone nutrite con 3 diverse quantità dietetiche di Cho per due settimane alla volta e confrontando le misure dei biomarcatori con la dimensione totale del pool di Cho corporeo valutata utilizzando la diluizione isotopica (un proxy per la disponibilità delle varie forme di Cho), i ricercatori lo faranno essere in grado di identificare la combinazione di biomarcatori e algoritmo per il calcolo di un punteggio di stato Cho che predice al meglio la dimensione totale del pool di Cho e quindi predice lo stato nutrizionale della colina (la disponibilità delle varie forme di Cho necessarie per sostenere la funzione cellulare). In questo studio pilota, stanno cercando di testare un metodo per utilizzare la diluizione isotopica stabile per misurare le riserve di colina nel corpo, e quindi chiedere come questa misura sia correlata con un pannello di biomarcatori nel plasma e con il grasso del fegato misurato usando Fibroscan®. L'uso della diluizione isotopica può fornire una stima delle dimensioni del pool corporeo di Cho. Il nostro metodo proposto è concettualmente simile al metodo per misurare l'acqua corporea totale da una dose in bolo di acqua etichettata. Una metodologia simile è stata utilizzata di recente negli studi sul flusso metabolico di Cho nelle donne in gravidanza. La diluizione isotopica è un metodo consolidato utilizzato per stimare la dimensione del pool per altri nutrienti, come la vitamina A. Analogamente alla vitamina A, i principali pool di stoccaggio per Cho sono nel fegato e il Cho ingerito viene rapidamente assorbito e accumulato dal fegato. Questo studio pilota testa un metodo per utilizzare la diluizione isotopica stabile per misurare le riserve di colina nel corpo e correla questa misura con un pannello di biomarcatori nel plasma e con il grasso epatico misurato utilizzando Fibroscan®. Le persone che seguono diete a basso contenuto di colina dovrebbero esaurire le loro riserve di colina (Cho) e la misurazione della dimensione del pool di Cho utilizzando la diluizione isotopica dovrebbe riflettere questo esaurimento. L'investigatore identificherà un pannello di biomarcatori che si correla bene con la dimensione del pool di Cho misurata nell'intervallo di diversi gradi di deplezione. Verranno inoltre eseguite scansioni MRS/MRI per studiare la correlazione tra queste misure "gold standard" e gli altri metodi sopra descritti.

I partecipanti consumeranno i pasti che forniamo in intervalli dietetici di due settimane con 3 diversi livelli di colina con periodi di washout di 2 settimane tra questi intervalli dietetici. I partecipanti riceveranno il 100% dell'assunzione raccomandata (RDI) di Cho (550 mg di Cho/giorno); 50% della RDA di Cho (275 mg/giorno); e il 25% della RDA di Cho (137,5 mg/giorno). L'ordine del pasto verrà assegnato in modo casuale e tutti i partecipanti riceveranno tutte le diete ad un certo punto dello studio. Ci sarà un minimo di due settimane di washout tra gli intervalli dietetici. Sia i partecipanti che i ricercatori saranno accecati dall'ordine della dieta.

I partecipanti avranno brevi sfide di esercizio (Biodex) per valutare la funzione muscolare come ulteriore predittore dello stato di colina.

Per convalidare la nostra diluizione isotopica e le misure Fibroscan, i partecipanti completeranno anche le scansioni MRI/MRS.

Saranno raccolti campioni di saliva, urina e campioni di feci.