Lo studio materno sull'EED

Obiettivi specifici:

OBIETTIVO 1 - Componente degli studi sull'uomo Valutazione comparativa del basso BMI e del normale BMI del microbioma intestinale (SI) e fecale più la caratteristica dei proteomi mucosali, plasmatici e fecali dell'IS prima dell'intervento.

Intervento con MDCF-2 per accedere all'effetto sul microbioma EED e sullo stato fisiologico delle donne con basso indice di massa corporea.

Identificare candidati mediatori/biomarcatori surrogati di EED (fecale/plasma) che possono essere utilizzati in futuri studi clinici.

L'obiettivo 1A confronterà il microbiota SI e fecale e i proteomi/metabolomi plasmatici, duodenali e fecali di giovani donne del Bangladesh non gravide e malnutrite (BMI<18,5 kg/m2) che hanno evidenza istopatologica di enteropatia SI rispetto a quelli con BMI normale (20-24,9 kg/m2) e nessuna evidenza istopatologica di enteropatia che sono stati sottoposti a valutazione endoscopica di routine per la dispepsia.

OBIETTIVO 1B Gli investigatori eseguiranno uno studio di intervento, a partire dalla fine del primo trimestre, in cui le donne in gravidanza con basso indice di massa corporea (<18,5 kg/m2) (di età compresa tra 18 e 30 anni) saranno assegnate in modo casuale a ricevere MDCF-2 o RUSF per tutta la durata della gravidanza e durante i primi 3 mesi postnatali, in aggiunta alle cure prenatali standard (n=30/braccio). Una coorte parallela di donne in gravidanza con BMI normale di pari età che non riceveranno alcun intervento nutrizionale fungerà da gruppo di controllo di riferimento.

OBIETTIVO 2 - Componente preclinica Questo obiettivo ha due parti: una componente di identificazione del bersaglio terapeutico (AIM 2A) e una componente di sviluppo terapeutico dei glicani (AIM 2B).

Il test di MDCF-2 e il nuovo microbioma materno hanno diretto i glicani a migliorare l'enteropatia/biomarcatore di EED.

Contesto del progetto comprese le osservazioni preliminari:

La denutrizione tra le donne in età riproduttiva è più comune nell'Asia meridionale che in qualsiasi altra regione. In Asia meridionale, la prevalenza della denutrizione materna varia tra il 10 e il 40%. In particolare in Bangladesh, la prevalenza della denutrizione tra le donne è molto più alta che in qualsiasi altro paese in via di sviluppo, con oltre il 30% delle donne in età riproduttiva dichiarate di essere malnutrite. La denutrizione materna è stata costantemente descritta come una delle principali cause di morbilità, mortalità e scarsi risultati alla nascita, tra cui basso peso alla nascita (LBW), mortalità neonatale e successiva denutrizione infantile. La denutrizione materna da sola rappresenta circa il 25-50% del ritardo di crescita intrauterino. In tal modo, la denutrizione può essere trasferita da una generazione all'altra. La metà dei bambini sotto i cinque anni negli slum del Bangladesh sono rachitici a causa di una crescita lineare ritardata rispetto a un terzo nelle aree non slum.

La prevenzione o il trattamento della malnutrizione intergenerazionale rappresenta un'esigenza medica critica che deve ancora essere affrontata e rimane una sfida sanitaria globale urgente. Vi è una scarsità di dati sul contributo del microbiota dell'intestino tenue (SI) alla patogenesi della disfunzione enterica ambientale (EED) della malnutrizione, poiché è difficile ottenere campioni di biopsia intestinale da individui malnutriti, in particolare bambini. Lo studio Bangladesh Environmental Enteric Dysfunction (BEED), che ha coinvolto partecipanti che vivono in uno slum urbano (Mirpur) a Dhaka, ha fornito l'opportunità di esaminare il ruolo del microbiota duodenale nella patogenesi della EED nei bambini e ha anche eseguito l'esofagogastroduodenoscopia (EGD) su trentotto donne malnutrite di 18-45 anni (BMI<18,5 kg/m2) residenti nello stesso ambiente povero di risorse di Mirpur, Dhaka, che non hanno risposto a un intervento nutrizionale a base di uova/latte/micronutrienti paragonabile a quello dato ai bambini. È stato osservato che le donne malnutrite in età fertile che vivono a Mirpur mostrano una piccola enteropatia intestinale simile a quella riscontrata nei bambini di Mirpur con EED. In questa proposta, il nostro obiettivo principale è testare l'ipotesi che il microbiota SI contribuisca all'enteropatia SI e alla malnutrizione (basso indice di massa corporea) nelle giovani donne del Bangladesh in età fertile. Inoltre, ci sono alcune prove iniziali che gli esiti della gravidanza possono essere previsti dalle caratteristiche del microbiota intestinale delle donne in gravidanza. Lo stesso microbiota intestinale materno può influenzare lo sviluppo della prole, sia nella vita prenatale che in quella postnatale. Poiché il microbiota intestinale materno, direttamente e indirettamente, influenza il metabolismo del feto e dei neonati, potrebbe essere possibile ottimizzare l'aumento di peso gestazionale (GWG), gli esiti della gravidanza e la successiva crescita e sviluppo dei bambini attraverso la modulazione del microbiota intestinale nelle donne durante la gravidanza e allattamento. Pertanto, un corollario del nostro obiettivo primario è che la trasmissione diretta o indiretta del microbiota intestinale delle madri con EED ai loro figli perpetua la denutrizione intergenerazionale.

Gli interventi nutrizionali convenzionali o gli interventi idrici e igienico-sanitari a basso costo possono essere inefficaci nell'invertire il rallentamento della crescita correlato all'EED nei bambini, giustificando cibo mirato al microbiota/microbioma e altri interventi. Recentemente sono stati sviluppati prototipi per interventi nutrizionali composti da alimenti complementari disponibili localmente, accessibili e culturalmente accettabili comunemente consumati in Bangladesh. Le formulazioni di alimenti complementari diretti dal microbiota (MDCF) sono state successivamente testate in uno studio pre-proof-of-concept (POC) che ha coinvolto bambini del Bangladesh di 12-18 mesi con malnutrizione acuta moderata (MAM) che vivevano nella stessa baraccopoli (Mirpur) . Uno degli MDCF, MDCF-2, si è distinto dalle altre formulazioni in base alle sue prestazioni superiori basate su determinati parametri tra cui la crescita. Con questo in mente, proponiamo di includere una componente interventistica che coinvolga la somministrazione di MDCF-2 in donne gravide e non gravide con basso indice di massa corporea. In questa componente di intervento, a partire dalla fine del primo trimestre, le donne incinte con basso indice di massa corporea (<18,5 kg/m2) (di età compresa tra 18 e 30 anni) saranno assegnate in modo casuale a ricevere MDCF-2 o Ready-use-supplementary cibo (RUSF) per tutta la durata della gravidanza e durante i primi 3 mesi postnatali, in aggiunta alle cure prenatali standard. Una coorte parallela di donne in gravidanza con BMI normale di pari età che non riceveranno alcun intervento nutrizionale fungerà da gruppo di controllo di riferimento.

Verificheremo l'ipotesi che il microbiota intestinale piccolo contribuisca all'enteropatia intestinale tenue e alla malnutrizione nelle giovani donne del Bangladesh in età fertile. Verrà inclusa una componente interventistica che coinvolge la somministrazione di MDCF-2 in donne gravide e non gravide con basso indice di massa corporea. Ciò si baserà sull'ipotesi che la trasmissione del microbiota delle madri con EED ai loro figli perpetui la denutrizione intergenerazionale.

Gli obiettivi generali del presente studio saranno:

1. Delineare i meccanismi attraverso i quali la comunità microbica SI ottenuta da donne Mirpur a basso indice di massa corporea contribuisce alla malnutrizione materna e identificare biomarcatori surrogati che possono essere applicati a donne incinte malnutrite
2. Testare se MDCF-2 può migliorare l'EED come giudicato da questi endpoint surrogati nelle donne con basso indice di massa corporea (che sono incinte o non gravide)
3. Sviluppare un modello murino gnotobiotico di EED materna utilizzando raccolte di colture da donne malnutrite con BMI basso e normale e identificare bersagli terapeutici microbici nel loro microbiota SI e
4. Eseguire test preclinici di MDCF-2 e glicani terapeutici candidati in topi gnotobiotici per identificare/sviluppare terapie glicano/simbiotiche candidate per futuri studi clinici. Questi modelli preclinici serviranno anche come piattaforma per testare terapie candidate derivanti da altre iniziative sponsorizzate da BMGF in cui vi è una buona fiducia nella logica.

Per raggiungere gli obiettivi, in questo studio proposto utilizzeremo due obiettivi specifici che coinvolgono i soggetti umani, AIM 1A e AIM 1B. In AIM 1A confronteremo il microbiota SI e fecale e i proteomi/metabolomi plasmatici, duodenali e fecali di giovani donne del Bangladesh non gravide e malnutrite (BMI<18,5 kg/m2) che hanno evidenza istopatologica di enteropatia SI rispetto a quelli con BMI normale (20-24,9 kg/m2) e nessuna evidenza istopatologica di enteropatia che sono stati sottoposti a valutazione endoscopica di routine per la dispepsia. In AIM 1B, eseguiremo uno studio di intervento, a partire dalla fine del primo trimestre, in cui le donne in gravidanza con basso BMI (<18,5 kg/m2) (di età compresa tra 18 e 30 anni) saranno assegnate in modo casuale a ricevere MDCF- 2 o RUSF per tutta la durata della gravidanza e durante i primi 3 mesi postnatali, in aggiunta alle cure prenatali standard (n=30/braccio). Una coorte parallela di donne in gravidanza con BMI normale di pari età che non riceveranno alcun intervento nutrizionale fungerà da gruppo di controllo di riferimento.

Metodi:

In AIM 1A, per il gruppo sano, prevediamo di reclutare una coorte di donne del Bangladesh con BMI normale che saranno sottoposte a esofagogastroduodenoscopia (EGD) per la valutazione della dispepsia funzionale e il nostro obiettivo è identificare 30 partecipanti con BMI normale che hanno istologia della mucosa duodenale normale e raccogliere biopsie duodenali, aspirati duodenali, oltre a campioni di plasma e feci da questi partecipanti al momento dell'endoscopia. Al fine di arruolare questi 30 partecipanti con normale istologia della mucosa duodenale, stiamo pianificando di eseguire EGD su 100 donne sane (BMI 20-24,9 kg/m2) di età fertile che sono stati inviati per la valutazione della dispepsia funzionale. I partecipanti saranno sottoposti a screening tra le donne che frequentano l'OPD di gastroenterologia dello Sheikh Russel National Gastroliver Institute and Hospital e anche del Bangladesh Specialized Hospital, Dhaka, Bangladesh, che soddisfano i criteri di inclusione. Denutriti con BMI basso (<18,5 kg/m2; 18-30 anni) le donne in età fertile saranno arruolate da Bauniabadh e dall'adiacente baraccopoli di Mirpur, Dhaka e EGD saranno eseguite tra 60 donne presso l'icddr,b Dhaka Hospital, lo Sheikh Russel National Gastroliver Institute and Hospital, Dhaka o presso il Bangladesh Specialized Ospedale, Dacca. I partecipanti saranno selezionati attraverso sondaggi sulle famiglie di Bauniabadh e dell'adiacente baraccopoli di Mirpur, Dhaka. L'endoscopista è lo stesso individuo che ha eseguito l'EGD sui bambini e sulle donne malnutrite nello studio BEED. Dopo l'EGD, le donne con basso indice di massa corporea saranno randomizzate in due gruppi e riceveranno un'integrazione dietetica giornaliera con MDCF-2 o RUSF per un periodo di 90 giorni, con ulteriori 90 giorni di follow-up dopo la cessazione dell'intervento e campioni biologici verranno ritirati dai partecipanti secondo il calendario. Anche le donne sane con BMI normale sottoposte a EGD saranno seguite in modo simile per 180 giorni, senza alcun intervento nutrizionale. Per l'AIM 1B, a partire dalla fine del primo trimestre, in cui le donne in gravidanza con basso indice di massa corporea (<18,5 kg/m2) (di età compresa tra 18 e 30 anni) saranno assegnate in modo casuale a ricevere MDCF-2 o RUSF per la durata del durante la gravidanza e durante i primi 3 mesi postnatali, in aggiunta alle cure prenatali standard (n=30/braccio). Una coorte parallela di donne in gravidanza con BMI normale di pari età che non riceveranno alcun intervento nutrizionale fungerà da gruppo di controllo di riferimento. Stiamo pianificando di testare un dispositivo a rischio minimo per raccogliere campioni di tessuto dall'intestino tenue (ad es. tubo di introduzione transnasale o TNIT) in un sottocampione di donne in gravidanza nell'ambito del nostro Obiettivo 1b della nostra proposta proposta. Pertanto, nell'ambito dell'obiettivo 1B verrà condotto un sottostudio nidificato per testare l'endoscopia con capsula tethered (TNIT) per studiare la morfologia dell'intestino tenue per la EED in un gruppo di 15 donne in gravidanza arruolate nello studio sulla base del presupposto che nel momento in cui questa tecnologia sarebbe convalidato con l'endoscopia convenzionale nelle donne in età riproduttiva nell'ambito della piattaforma di medicina sperimentale (protocollo # PR-22082) così come i dati sulla sicurezza saranno disponibili sulle donne in gravidanza dallo studio condotto altrove. I partecipanti a questo sottostudio saranno selezionati in modo casuale tra coloro che forniranno il loro consenso a partecipare al sottostudio. Inoltre, verrà eseguita una componente preclinica mirata a una componente di identificazione del bersaglio terapeutico (AIM 2A) e un obiettivo di sviluppo terapeutico dei glicani (AIM 2B) presso la Washington University di St. Louis.

I ricercatori hanno in programma di reclutare una coorte di donne del Bangladesh con BMI normale che saranno sottoposte a esofagogastroduodenoscopia (EGD) per la valutazione della dispepsia funzionale e il nostro obiettivo è identificare 30 partecipanti con BMI normale che hanno un'istologia della mucosa duodenale normale e raccogliere biopsie duodenali, aspirati duodenali, oltre campioni di plasma e feci di questi partecipanti al momento dell'endoscopia. Inoltre, i campioni di plasma e feci saranno raccolti secondo il programma di follow-up.

Siti:

I partecipanti saranno sottoposti a screening tra le donne che frequentano il reparto ambulatoriale di gastroenterologia (OPD) dello Sheikh Russel National Gastroliver Institute and Hospital e anche del Bangladesh Specialized Hospital, Dhaka, Bangladesh, che soddisfano i criteri di inclusione.

Sito sul campo:

I partecipanti saranno selezionati attraverso sondaggi sulle famiglie di Bauniabadh e dell'adiacente baraccopoli di Mirpur, Dhaka (Fig.4). Questa zona è densamente popolata e si trova a 7-8 km dall'icddr,b Dhaka Hospital di Mohakhali. Mirpur è stato scelto come sito di studio perché è abitato da famiglie povere e della classe media, le condizioni residenziali e sanitarie sono tipiche di qualsiasi insediamento urbano congestionato e gli investigatori dello studio hanno in corso attività di ricerca nell'area. Il sito presenta un tipico insediamento abusivo; la dimensione media delle famiglie è di 4,5, con il 48% di femmine. Circa il 20% delle famiglie ha un reddito mensile di soli 62 dollari USA, il 30% delle madri non ha mai frequentato la scuola e solo il 3% ha ottenuto l'istruzione secondaria. La maggior parte delle persone sono lavoratori a giornata, lavoratori dell'abbigliamento e lavoratori dei trasporti. Mirpur ha una popolazione di circa mezzo milione in un'area di 14,22 km2. Più di 38.000 persone vivono in ogni chilometro quadrato dell'area rispetto alla media di 8229/km2 nel distretto di Dhaka e 976/km2 in Bangladesh17.

Screening, reclutamento e censimento consenziente, screening, arruolamento di soggetti (donne con basso indice di massa corporea) saranno effettuati nell'area di Bauniabadh di Mirpur nella città di Dhaka. Le donne che soddisfano i criteri di inclusione-esclusione saranno contattate per l'arruolamento in questo studio. Un Field Research Assistant (FRA) qualificato spiegherà lo studio in dettaglio, risponderà a qualsiasi domanda del partecipante o dei suoi parenti e la inviterà a iscriversi allo studio. Se è interessata a fare volontariato nello studio, il personale designato procederà allo screening e al consenso.

Lo screening consisterà in una revisione dei criteri di inclusione ed esclusione sopra elencati. Una storia dettagliata sarà ottenuta dai partecipanti dopo l'esame clinico. I partecipanti adulti che soddisfano i criteri di inclusione e non sono esclusi dall'anamnesi e dall'esame clinico saranno sottoposti ai seguenti test di screening basati sul giudizio clinico: radiografia del torace, urine per R/E, ecografia dell'intero addome, glicemia a digiuno/HbA1c, feci per esame del sangue occulto (OBT), marcatori tumorali (es. CEA, CA 15.3, CA 19.9). I pazienti a cui sono stati diagnosticati risultati anormali dei test di laboratorio saranno trattati dal medico dello studio secondo le linee guida standard. I pazienti che richiedono l'opinione di un esperto in merito a qualsiasi condizione clinica complicata verranno indirizzati di conseguenza a uno specialista in materia.

Se il soggetto è idoneo a partecipare, il processo procederà al consenso, consistente in una revisione approfondita del modulo di consenso scritto in modo adeguato al suo livello di alfabetizzazione. Prima di firmare il modulo di consenso, avrà l'opportunità di porre qualsiasi domanda sullo studio. Se la FRA determina che i partecipanti hanno dimostrato un'adeguata comprensione dello studio, il modulo di consenso sarà firmato dalla FRA e dal partecipante. Se il partecipante non è sufficientemente istruito per leggere e/o firmare il modulo di consenso, il consenso e la firma dell'impronta digitale saranno ottenuti in presenza di un testimone che non è associato allo studio. Al partecipante verrà fornita una copia del modulo di consenso firmato.

EGD e raccolta di campioni bioptici L'endoscopia sarà eseguita presso lo Sheikh Rasel Gastro Liver Institute and Hospital e il Bangladesh Specialized Hospital. L'endoscopista è lo stesso individuo che ha eseguito l'EGD sui bambini e sulle donne malnutrite nello studio BEED. Verranno raccolti metadati clinici, inclusi dati socio-demografici, storia dietetica e uso di antibiotici e inibitori della pompa protonica (PPI) durante i 12 mesi precedenti l'EGD [si noti che il consumo di PPI è comune in Bangladesh; in uno studio rappresentativo di una popolazione clinica ambulatoriale l'incidenza è stata del 72%, con > 30% di individui che hanno ottenuto PPI senza prescrizione medica]. Verrà utilizzato un test della transglutaminasi tissutale (tTG) per escludere la malattia celiaca.