Effetto della supplementazione di acido propionico sulla funzione endoteliale

La malattia coronarica (CAD) rimane una delle principali cause di morbilità e mortalità in tutto il mondo, nonostante una migliore mitigazione dei fattori di rischio tradizionali. Ampi studi di associazione hanno collegato le alterazioni del microbioma intestinale con infiammazione, CAD e fattori di rischio CAD tradizionali. Studi successivi hanno mostrato miglioramenti concomitanti nella disbiosi intestinale, nell'infiammazione e nelle malattie cardiometaboliche utilizzando probiotici e altre terapie di modulazione intestinale. Ad oggi, molti studi hanno mostrato una relazione correlativa tra la composizione dei batteri intestinali e la presenza di CAD, o la gravità degli attacchi cardiaci, ma pochi hanno iniziato a chiarire i potenziali meccanismi metabolici e immunologici.

Il ricercatore ha recentemente integrato Lactobacillus plantarum 299v negli uomini con CAD stabile, che ha migliorato l'infiammazione sistemica e la dilatazione mediata dal flusso dell'arteria brachiale (BA-FMD), una misura della funzione endoteliale e un precursore predittivo della CAD. Il miglioramento della BA-FMD era positivamente correlato con l'aumento delle concentrazioni sieriche di acido propionico (PA). PA è un acido grasso a catena corta derivato dal microbioma intestinale (SCFA) con recettori vascolari umani noti e implicato nella funzione endoteliale, nell'immunità innata e nell'omeostasi del glucosio.

Non è noto se la PA stia mediando il miglioramento della disfunzione endoteliale o dell'infiammazione nel precedente esperimento dello sperimentatore. L'obiettivo del ricercatore è determinare se la funzione delle cellule endoteliali è migliorata dall'integrazione alimentare di propionato di sodio in pazienti con malattia coronarica accertata. Inoltre, i ricercatori desiderano chiarire fino a che punto l'infiammazione è ridotta da questa terapia, sia misurando i marcatori infiammatori sierici sia osservando se il plasma dei pazienti trattati induce risposte trascrittomiche antinfiammatorie da cellule endoteliali in coltura e cellule mononucleate del sangue periferico, entrambe sono coinvolti nell'aterosclerosi.

L'obiettivo specifico 1 determinerà l'impatto dell'integrazione alimentare di PA sulla funzione endoteliale e sui tradizionali fattori di rischio di CAD nei pazienti con CAD. Gli investigatori utilizzeranno gli ultrasuoni per valutare la variazione percentuale di BA-FMD prima e dopo l'integrazione alimentare di PA. L'entità della dipendenza dall'endotelio di queste risposte sarà testata misurando la BA-FMD dopo la somministrazione di nitroglicerina. Gli investigatori misureranno anche marcatori rappresentativi dei tradizionali fattori di rischio CAD, come i livelli lipidici e HgbA1C.

L'obiettivo specifico 2 determinerà i cambiamenti anti-infiammatori in vivo e nelle firme trascrittomiche di EC e PBMC in coltura indotti da PA dietetica. Gli investigatori misureranno le modifiche ai marcatori infiammatori sierici sistemici coinvolti nei processi aterosclerotici utilizzando un approccio metabolomico mirato, utilizzando il plasma della coorte dello sperimentatore prima e dopo l'integrazione con PA. I campioni di plasma verranno utilizzati per incubare le suddette cellule per confrontare le firme trascrittomiche delle cellule sottoposte a plasma pre-supplementazione rispetto a plasma post-supplementazione. Gli investigatori utilizzeranno Ingenuity Pathway Analysis per determinare i cambiamenti nei percorsi infiammatori e i.i.com per determinare se sono state indotte più firme anti-infiammatorie.

L'obiettivo specifico 3 determinerà l'impatto dell'integrazione di PA sulla tassonomia e sulla diversità del microbioma intestinale. Come attività di studio clinico aggiuntiva facoltativa, i ricercatori raccoglieranno campioni di feci prima e dopo l'integrazione alimentare di PA, sottoporranno i campioni al sequenziamento multiplex dell'RNA 16S e calcoleranno l'indice di diversità di Shannon. Questo ci aiuterà a determinare i cambiamenti nei singoli costituenti del microbioma intestinale e la diversità dell'intera popolazione.