Microbioma intestinale e sesso come fattori di rischio per calcoli renali dopo chirurgia bariatrica

Disegno sperimentale: determineremo le differenze di sesso nella supersaturazione urinaria (SS) delle 24 ore rispetto all'ossalato di calcio (CaOx) nei pazienti con bypass gastrico Roux-en-Y (RYGB) e sleeve gastrectomia e la correlazione delle specie microbiche e delle loro vie metaboliche con ossalato di urina. Questo sarà determinato nelle condizioni di una distribuzione isocalorica standardizzata di sodio (200 mmol/giorno), calcio, potassio, macronutrienti. Recluteremo soggetti dalla Clinica di chirurgia bariatrica presso il Centro medico dell'Università di Chicago.

Luogo: lo studio si svolgerà a casa dei partecipanti (Periodi 1, 4) e presso il Centro di ricerca clinica dell'Università di Chicago Medicine (UCM). (Periodi 2, 3, 5).

Periodo di studio:

Lo studio sarà composto da 5 periodi separati. I periodi 1 e 2 saranno prima dell'intervento chirurgico e i periodi 3-5 si verificheranno dopo l'intervento chirurgico. I periodi 1 e 4 dureranno tre giorni ei periodi 2, 3 e 5 dureranno quattro giorni, di cui tre a casa e un quarto (mezza giornata) presso il Centro di Ricerca Clinica (CRC).

Il periodo di studio 1 avverrà prima del RYGB o della gravità specifica (SG) a casa del partecipante. Ogni partecipante fornirà un registro della dieta di tre giorni e completerà una telefonata di 1,5 ore con il dietologo CRC e una raccolta delle urine di 24 ore (il terzo giorno). I kit per la raccolta delle urine verranno spediti direttamente a casa e rispediti al Kidney Stone Lab dopo il completamento.

Il periodo di studio 2 sarà completato nel CRC e avverrà prima di RYGB o SG. La dieta fissa dello studio verrà spedita tramite corriere insieme a un kit per la raccolta delle feci. Ogni partecipante mangerà la dieta dello studio nei giorni uno, due e tre di questo periodo di studio. La mattina del quarto giorno, i soggetti si presentano al CRC a digiuno e portano le raccolte di feci al CRC. Ogni partecipante raccoglierà tre urine di 45 minuti con un campione di sangue a metà di ogni raccolta. I partecipanti allo studio consumano quindi una colazione fissa e raccolgono sei urine di 45 minuti con campioni di sangue nel periodo post-prandiale.

Il periodo di studio 3 sarà completato nel CRC e avverrà tra 2 e 4 settimane dopo RYGB o SG. Il tempo da 2 a 4 settimane di questo periodo è stato selezionato perché i cambiamenti biologici nell'anatomia e la segnalazione neuroendocrina si sarebbero verificati entro 2 settimane dopo l'intervento e i pazienti sono in genere avanzati da una dieta di cibi morbidi a cibi normali entro 2 settimane. I soggetti non parteciperanno al periodo 3 fino a dopo l'autorizzazione clinica da parte del chirurgo per l'avanzamento della dieta. Si prevede inoltre che a questo punto qualsiasi effetto dell'anestesia o degli antibiotici e dei farmaci perioperatori sia minimo. Il protocollo del periodo di studio 3 è identico a quello del periodo 2 con tre giorni di dieta in studio e CRC il quarto giorno con raccolte di sangue e urine a digiuno e alimentati (vedere il periodo 2 per i dettagli).

Il periodo di studio 4 si svolgerà a casa tra 9 e 12 mesi dopo RYGB o SG a casa del partecipante. La tempistica di questo periodo è selezionata perché i pazienti hanno in genere subito la maggior parte della perdita di peso e hanno avuto il tempo di adottare nuove diete casalinghe auto-scelte. Si prevede che in questo momento siano rilevabili anche i cambiamenti nelle urine che dovrebbero verificarsi nei formatori di calcoli renali. I partecipanti forniranno un registro della dieta di tre giorni e completeranno una telefonata di 1,5 ore con il dietologo CRC e una raccolta delle urine di 24 ore (il terzo giorno). I kit per la raccolta delle urine verranno spediti direttamente a casa e rispediti al Kidney Stone Lab dopo il completamento.

Il periodo di studio 5 si verificherà nel CRC a 12 mesi (+/- 1 mese) post-RYGB o SG. La tempistica di questo periodo è selezionata perché i pazienti hanno in genere subito la maggior parte della loro perdita di peso e la maggior parte ha avuto la risoluzione della sindrome metabolica. Il protocollo del periodo di studio 3 è identico a quello dei periodi 2 e 3 (vedi periodo 2 per i dettagli).

Dieta dello studio: i soggetti seguiranno una dieta contenente 65 mmol di sodio, 1740-2940 mg di potassio, 800-1200 mg di calcio e i pasti saranno isocalorici con distribuzione controllata dei macronutrienti. Il cibo sarà preparato nella cucina del CRC e spedito ai pazienti. L'assunzione di acqua è a volontà, altri fluidi solo come prescritto. La dieta sarà preparata in consultazione con dietologi, inclusi dietisti esperti in chirurgia bariatrica. Il cibo verrà spedito ai partecipanti il ​​giorno 1. I partecipanti continueranno ad assumere farmaci prescritti e integratori vitaminici per la clinica di chirurgia bariatrica.

Registrazione della dieta domestica e raccolta dei dati nutrizionali (periodo di studio 1, 4): a ciascun partecipante verrà fornito un registro alimentare e una dispensa sulle stime delle porzioni prima della registrazione della dieta domestica. Il partecipante registrerà un registro della dieta di tre giorni. Entro uno o tre giorni dal completamento del registro della dieta, ogni partecipante avrà una telefonata di 1,5 ore con il dietologo CRC. Il dietologo esaminerà il record per completezza e chiarimento, quindi inserirà i dati nel sistema di dati nutrizionali per la ricerca (NDSR). L'NDSR è un programma software di analisi dietetica ben consolidato, basato su computer, sviluppato presso l'Università del Minnesota e che fornisce dati quantitativi su micro e macronutrienti dal richiamo dietetico. Il database degli alimenti nell'NDSR include oltre 18.000 alimenti e utilizza il laboratorio del Dipartimento dell'agricoltura degli Stati Uniti come fonte primaria per i valori e la composizione dei nutrienti. L'UCM CRC ha un contratto esistente con NDSR per supportare l'uso di questo software per questo studio.

Misurazioni delle urine e del siero: verranno eseguite a casa due raccolte di urine delle 24 ore (con le istruzioni fornite). Saranno misurati il ​​volume delle urine delle 24 ore, Ca, ossalato, citrato, acido urico, Na, K, Cl, Mg, solfato, ammonio e creatinina. Le misurazioni delle urine saranno eseguite presso il laboratorio del gruppo di ricerca sui calcoli renali dell'Università di Chicago. I livelli sierici di 25-vitamina D e di ormone paratiroideo saranno misurati attraverso il CRC nel laboratorio dell'Università di Chicago. Il sodio sierico, il potassio, il cloruro, il bicarbonato, il calcio, il fosforo, il magnesio, la creatinina e il peptide 1 simile al glucagone (GLP-1) saranno eseguiti presso il laboratorio di calcoli renali dell'Università di Chicago. Il peptide sierico YY e l'insulina saranno dosati presso il laboratorio del Centro di ricerca e formazione sul diabete dell'Università di Chicago. Il glucagone sierico sarà dosato presso LabCorp. Il glucosio sarà misurato utilizzando la metodologia YSI gold standard presso il CRC. Il siero e l'urina saranno congelati a -80 gradi C e conservati presso il laboratorio di calcoli renali per potenziali analisi successive.

Obiettivo 1, Analisi statistica delle urine: Urine CaOx SS sarà calcolato utilizzando EQUIL2 (un programma informatico utilizzato per il calcolo della saturazione urinaria). Confronteremo il CaOx SS degli uomini rispetto alle donne utilizzando un test t che tiene conto di eventuali differenze nelle varianze tra i due gruppi. Eseguiremo modelli di regressione lineare per sesso per determinare i predittori di CaOx SS. Useremo i test di correlazione di Spearman per trovare correlazioni indipendenti tra specie microbiche e/o vie metaboliche con CaOx SS. Verranno generati modelli lineari generalizzati per ogni modulo associato ad alto CaOx SS.

Obiettivo 2, Specie microbiche delle feci e analisi statistica: il sequenziamento shotgun verrà eseguito per tutti i campioni di feci. Il sequenziamento shotgun verrà eseguito per tutti i campioni di feci. Per generare le librerie verranno utilizzati il ​​kit di preparazione dei campioni TruSeq DNA (Illumina) e i reagenti del kit di preparazione delle librerie KAPA (Kapa biosystems). Le librerie saranno sequenziate sulla piattaforma Illumina MiSeq utilizzando il sequenziamento paired-end di 2x250 nucleotidi. Le letture di sequenziamento saranno convertite in abbondanze relative di moduli metabolici microbici usando HUMAnN e mappate su KEGG Le abbondanze relative saranno calcolate usando la pipeline Metagenomic Phylogenetic Analysis (MetaPhlAn).