エンバクタンパク質ベースの鉄分送達システムのバイオアベイラビリティを評価するための安定同位体研究

鉄 (Fe) 欠乏症は、世界中に存在する最も一般的な栄養欠乏症です (1)。 鉄塩サプリメントによる胃腸への副作用に関連する欠点があるため、吸収を改善するための代替ソリューションが必要です (2)。 さらに、Fe は、それが引き起こす感覚刺激の変化のために食品に強化剤として添加することが困難です (3, 4)。 鉄塩の粒子サイズを小さくすると吸収が改善され、サブミクロンサイズの Fe 化合物は食品マトリックスの有望な解決策となります (5-7)。 .

鉄の強化に使用するための新規のβ-ラクトグロブリン (BLG) フィブリル-鉄化合物が、Shen らによって開発されました。乳タンパク由来であり、in vitro 消化および in vivo (ラット) バイオアベイラビリティ研究の両方でその評価が報告されています (9)。 材料の還元効果、コロイド安定性、改善された感覚性能、および高いバイオアベイラビリティが観察され、栄養用途に有望です (9)。

現在の研究では、同様の戦略を使用して、ビーガンでより持続可能なソース、つまりエンバクタンパク質からアミロイド線維を分離しています. アスコルビン酸ナトリウム (SA) または水酸化ナトリウム (NaOH) の存在下での Fe 塩 - FeCl3 に対するアミロイド線維の還元能力は、両方とも食品グレードの試薬であり、Fe2+ および Fe3+ 粒子の混合物の形成を示し、凝集は観察されませんでした。 (未発表データ、メッツェンガ ラボ、ETH)。 Baumgartnerらによって実施された以前の人間の研究。サブミクロンサイズのリン酸第二鉄からの Fe3+ イオンは、現在の標準治療である硫酸第一鉄 (FeSO4) の鉄吸収率 (FIA) と同様の鉄吸収率 (FIA) を示した (10)。 鉄強化のための効率的な担体としての乳タンパク質によるアミロイド線維系。 インビトロ消化およびインビボバイオアベイラビリティの評価は、乳タンパク質によるβ-ラクトグロブリン（β-lg）フィブリルが、このアミロイドが豊富なサプリメントを腸管に直ちに提供した4時間後に消失したことを示しました. さらに、β-lgアミロイド線維を補充したマウスの脳切片は、給餌の1ヶ月後にアミロイドペストを示さなかった。 (Mezzenga & Zhou et al、原稿提出)。 β-ラクトグロブリン (β- lg) フィブリルと植物由来のエンバクは、乳タンパク質によるアミロイドと同じ構造を共有しています。 (11) これらの結果から、エンバクによるフィブリルは栄養上安全であることが理解されます。

さらに、Zhou らによる最近の研究。は、BLG によって得られたものと完全に類似して、エンバクからアミロイド線維を生成する可能性を示しました (11)。 現在の研究では、OAT フィブリル - Fe SA (Fe-oat 1) と OAT フィブリル - Fe NaOH (Fe-oat 2) の両方が in vivo で研究されます。エンバク フィブリル パウダーは、水とオート麦に溶ける鉄サプリメントを追加します。繊維粉末添加鉄サプリメントは、食品マトリックス (アサイ ピューレと蜂蜜) の水に溶け、Fe 食品強化剤としての有望性を評価します。

これは、OAT フィブリル - Fe SA (Fe-oat 1)、OAT フィブリル - Fe NaOH (Fe-oat 2) の短期間の食品安全性評価と悪影響に対する人間の研究で初めて、食品マトリックスとしての可能性を評価するものです。 Fe 食品強化剤。

この研究は、各被験者が6つのテスト条件を受ける単一施設の前向きクロスオーバー研究になります。 この研究は、タイのナコンパトムにあるマヒドン大学栄養研究所で実施されます。 この研究はマヒドン大学の倫理委員会によって承認されており、www.clinicaltrials.gov に登録されます。 すべての被験者は、研究手順が行われる前に、書面によるインフォームドコンセントを提供します。 スクリーニング中、研究開始の約2週間前に、女性は適格性について評価されます。 研究手順は現地の言語で詳細に説明され、インフォームドコンセントを得た後、ヘモグロビン（Hb）、血清フェリチン（SF）、c反応性タンパク質の測定のために静脈穿刺血液サンプル（6 mL）が収集されます(CRP)、サラセミアおよび妊娠。 体重は 0.1 kg 単位、身長は 0.5 cm 単位で測定し、BMI を計算します。 面接は、他の包含および除外基準を評価するために実施されます。 52人の適格な女性が研究に参加するために登録されるまで、女性はスクリーニングに招待されます. 各被験者は、次の 6 つの製品から 4 mg の鉄分を補う 6 つの鉄吸収研究を完了します。 (iii) Fe-oat 2 のみ、(iv) Fe-oat 2 と 30 mL のアサイー ピューレと蜂蜜、(v) FeSO4 のみ、(vi) FeSO4 と 30 mL のアサイー ピューレおよび蜂蜜。 アサイーピューレのポリフェノール含有量は、人間栄養研究所で測定されます。

実験段階は 37 日間続きます。 最初の 3 回の標識鉄用量は、1 日目、3 日目、5 日目の朝の 07:00 から 09:00 の間に一晩絶食後に投与されます。 3 回目の介入の後、標識鉄が赤血球に取り込まれるまで 14 日間の待機期間があります。 19日目、21日目、23日目に、4番目、5番目、6番目の介入製品が参加者に与えられます。 介入製品の無作為化は、同じ週に同じ安定同位体を使用した 2 つの介入が参加者に与えられないように行われることを確認します。 リストの製品 1、3、および 5 は 1 週間で提供され、2、4、および 6 は 2 週間で提供されます。 スクリーニングを除く 3 つの血液サンプリング ポイントがあります: 1 日目のベースライン サンプリング、17 日目のサンプリング、および 4 番目の介入製品の 14 日後の最終サンプリング、37 日目、研究の最終日。 これらの静脈血サンプルは、Hb、SF、CRF、および赤血球同位体濃縮を決定するために収集されます。

女性は、Python コードを使用して介入投与順序のために無作為化されます。 参加者は、その日の介入タイプに応じて、研究者の監督下で、アサイピューレの有無にかかわらず、ラベル付きの介入製品を溶液の形で消費します。 テスト製品を消費した後、参加者は 3 時間飲食を控えます。

Fe-oat 1 および Fe-oat 2 溶液は、ETH Zurich の Laboratory of Food and Soft Materials で、食品グレードまたは薬局方グレードの化学物質を使用し、57Fe または 58Fe が豊富な元素鉄粉末 (Chemgas、ブローニュ、フランス) を使用して製造されます。適正製造基準の規制を検討しています。 Fe-oat 1 および 2 の準備のための SOP は、要求に応じて提供されます。 標識された FeSO4 溶液は、Human Nutrition Laboratory (HNL) で、54Fe が豊富な元素鉄粉末 (Chemgas、ブローニュ、フランス) から調製されます。 鉄粉は、アルゴンで洗い流した１００ｍｌのＨＤＰＥボトル（Ｓｅｍａｄｅｎｉ、Ｏｓｔｅｒｍｕｎｄｉｎｇｅｎ、Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）中の１．７Ｍ硫酸（１．２１ｍｌ／１００ｍｇ Ｆｅ）に室温で溶解する。 得られた溶液は、滅菌純水で 4 mg Fe/g 溶液の濃度になります。 ソリューションは、PFA バイアルで 1 g の部分に分割されます。 バイアルをアルゴンで洗い流し、密閉し、使用するまで4～8℃に保つ。 試薬は、欧州薬局方の試薬グレード (硫酸 95 ～ 97%、Sigma-Aldrich、Buchs、スイス、Aqua ad iniect. B. ブラウン、カントンサポテーケ チューリッヒ）。