Impatto del consumo di bacche di Aronia sull'infiammazione, sui metaboliti e sul microbioma intestinale

Per raggiungere questi obiettivi, sarà condotto uno studio clinico randomizzato, in doppio cieco, controllato con placebo sul trattamento con Aronia rispetto al trattamento con placebo per 28-30 giorni negli adulti. Verranno effettuate valutazioni pre e post-intervento per le seguenti variabili: composizione del microbioma intestinale (specie microbiche e relativa abbondanza), metaboloma intestinale, risposta postprandiale dei TG, citochine infiammatorie e metaboloma sierico a un pasto ricco di grassi ( stimolo infiammatorio stabilito), glicemia a digiuno, lipidi, insulina, marcatori di infiammazione e metaboloma, pressione sanguigna e misure antropometriche tra cui peso, composizione corporea, circonferenza vita e quantità di tessuto adiposo viscerale. Verranno misurati l'attività fisica, il comportamento sedentario e la dieta abituale in modo che queste variabili possano essere utilizzate per caratterizzare i partecipanti e aiutare nell'analisi e nell'interpretazione dei dati.

Procedure:

Risposte lipidemiche e infiammatorie postprandiali: i test di pasto ricchi di grassi con 40-100 g di grassi alimentari sono un test di laboratorio consolidato per misurare sia le risposte trigliceridemiche postprandiali che quelle infiammatorie. I ricercatori hanno utilizzato una dose di 50 g di grasso somministrata sotto forma di burro su pane tostato su > 50 individui perché questa particolare dose è efficace nel discriminare tra TG bassi e alti e soggetti che rispondono all'infiammazione. In breve, i partecipanti si presenteranno al laboratorio dopo un digiuno notturno e verranno raccolti campioni di sangue prima e 1, 2, 4 e 6 ore dopo l'ingestione del pasto ricco di grassi. I campioni verranno analizzati in tempo reale per TG (e pannello lipidico completo più glucosio) utilizzando un analizzatore di chimica clinica (Piccolo xpress), mentre i campioni di siero verranno aliquotati e conservati a -80 C fino all'analisi per citochine infiammatorie, metabolomica e insulina. Gli investigatori misureranno le citochine infiammatorie (TNF-α, interleuchina (IL) -1β, IL-6 IL-17, IL-23 e fattore stimolante le colonie di macrofagi granulocitari (GM-CSF)) utilizzando la tecnologia multiplexing Luminex ad alta sensibilità (Bio- RadBio-Plex® 200 HTS) preparato da Millipore.

Intervento dietetico: i partecipanti verranno randomizzati al gruppo di controllo sperimentale (Aronia) o al gruppo di controllo abbinato al placebo. L'integratore sperimentale consisterà in una dose giornaliera di 100 ml di succo di Aronia. L'integratore di controllo abbinato al placebo non avrà contenuto di polifenoli e consisterà in 100 ml della seguente miscela: Koolaid all'amarena, colorante alimentare blu e rosso, saccarosio e sorbitolo. Questo placebo corrisponderà al contenuto di zucchero del succo di aronia. La dose giornaliera di 100 ml per entrambi i gruppi viene consumata una volta al giorno per un periodo di integrazione di 28-30 giorni. A tutti i partecipanti verrà chiesto di evitare il consumo di alimenti con contenuto polifenolico per tutta la durata del periodo di integrazione. Verrà fornito ai partecipanti un elenco degli alimenti non consentiti a cui fare riferimento.

Analisi del microbioma intestinale: il DNA sfuso verrà estratto dai campioni fecali utilizzando il kit di isolamento del DNA Powersoil® (Mo Bio Laboratories Inc.). Il DNA verrà spedito durante la notte all'Università del Michigan, Center for Microbial Systems, per il sequenziamento dell'amplicone Illumina MiSeq della regione variabile 16S V4. Le letture grezze del sequenziamento verranno elaborate e curate utilizzando il pacchetto software mothur (v.1.39.5), seguendo la procedura operativa standard mothur MiSeq, le sequenze potenzialmente chimeriche verranno identificate e rimosse utilizzando l'algoritmo Uchime (v4.2.40) e le classificazioni tassonomiche saranno assegnati utilizzando il classificatore bayesiano del Ribosomal Database Project e le unità tassonomiche operative (OTU) saranno assegnate in mothur utilizzando l'algoritmo di clustering basato sulla distanza VSEARCH alla soglia di somiglianza di sequenza del 97%.

Analisi metabolomica: i campioni verranno analizzati mediante cromatografia liquida e spettrometria di massa ad alta risoluzione (LCMS). Per la copertura profonda verranno utilizzate colonne cromatografiche ad interazione idrofila (HILIC) e colonne a fase inversa (RP). L'identificazione dei metaboliti utilizzerà la corrispondenza dei modelli di frammentazione, gli standard autentici e la corrispondenza del database con METLIN e il database del metaboma umano (HDB). Nuove caratteristiche di notevole interesse saranno caratterizzate mediante cromatografia liquida, spettrometria di massa, estrazione in fase solida, risonanza magnetica nucleare (LCMS-SPE-NMR). L'analisi del percorso utilizzerà XCMS e mummichog.

Analisi dietetica: le abitudini alimentari a lungo termine possono creare adattamenti che influenzano la risposta all'integrazione a breve termine di Aronia. Questo studio utilizzerà la versione più recente (2018) del Diet History Questionnaire (DHQ III) basato sul web, un questionario sulla frequenza alimentare progettato per adulti di età pari o superiore a 19 anni, sviluppato dal personale del Risk Factor Monitoring and Methods Branch (RFMMB) di l'Istituto nazionale contro il cancro dell'NIH. I risultati del DHQ III includono costituenti di carboidrati, carotenoidi e tocoferoli, costituenti dietetici da integratori, grassi, acidi grassi e colesterolo, macronutrienti ed energia, minerali, costituenti proteici e vitamine sono costituenti dietetici e gruppi di alimenti disponibili nei file di output DHQ III .

Analisi statistica: t-test a due campioni per confrontare la differenza tra le valutazioni pre e post intervento. I ricercatori identificheranno i cambiamenti nel microbioma intestinale utilizzando i metodi utilizzati nella nostra ricerca preliminare per identificare le caratteristiche del microbioma intestinale che differenziano i soggetti che rispondono a TG bassi rispetto a quelli che rispondono ad alti TG, quindi utilizzeranno l'analisi di regressione per determinare il livello di variabilità nei cambiamenti dell'Aronia e dei trattamenti di controllo. spiegato dai cambiamenti nell’abbondanza relativa delle specie microbiche intestinali. I ricercatori identificheranno i cambiamenti nei metabolomi intestinali e sierici, quindi determineranno le vie metaboliche associate ai cambiamenti metabolomici per identificare i potenziali meccanismi alla base degli impatti sulla salute dell’integrazione di Aronia.