Om de veranderingen in het metabolisme en het microbioom te bepalen na consumptie van cranberrysap bij jonge vrouwen

Consumptie van cranberrysap is in verband gebracht met het voorkomen van urineweginfecties. Vanwege de bitterheid en adstringentie van cranberryproducten is de therapietrouw van deelnemers aan cranberrygerelateerde klinische onderzoeken echter slecht, wat het moeilijk maakt om de functie van cranberrysap verder te bestuderen. Er is dan ook dringend behoefte aan een effectieve aanpak om de naleving door deelnemers te verifiëren. In de vorige studie is het plasma- en urinaire metaboloom bij jonge vrouwen na consumptie van cranberrysap onderzocht met behulp van een globale UHPLC-benadering (Ultra high-performance liquid chromatography) -Q-Orbitrap-HRMS (High-resolution mass spectrometry). PLS-DA-analyses (Partial least squares discriminant analysis) toonden aan dat zowel het plasma- als het urinaire metaboloom bij jonge vrouwen veranderden na de consumptie van cranberry's in vergelijking met de uitgangswaarde en de consumptie van appelsap. Consumptie van cranberrysap veroorzaakte een grotere uitscheiding van zowel exogene als endogene metabolieten. Deze metabolieten zijn geïdentificeerd als kandidaat-biomarkers voor de consumptie van cranberrysap. De gevestigde PLS-DA (Partial least squares discriminant analysis) /OPLS-DA (Orthogonal partial least squares discriminant analysis) modellen bieden de mogelijkheid om consumenten van cranberrysap te identificeren.

Het is niet bekend of de consumptie van cranberrysap het darmmicrobiotaprofiel bij de mens beïnvloedt. Maar verschillende onderzoeken suggereerden dat een polyfenolrijk dieet het profiel van de darmmicrobiota verbetert. De vorige in vitro studie met menselijke darmmicrobiota gaf aan dat microbieel katabolisme van A-type cranberry procyanidinen metabolieten produceerde met verschillende profielen en structuren in vergelijking met die van B-type procyanidinen.

Door de verandering van het microbioom in de menselijke darm te begrijpen, kunnen de onderzoekers metaboloomveranderingen in de urine en het bloed correleren en verklaren, en zullen ze ook de gezondheidsvoordelen van veenbessen verklaren.

Met alle monsters die in dit onderzoek worden verzameld, kunnen de metabolomische veranderingen tussen kortdurende behandeling met cranberrysap (3 dagen) en langdurige behandeling (21 dagen) worden vergeleken. Aangezien de urinewegbeschermingseffecten van cranberrysap vaak geassocieerd worden met chronische consumptie, wordt verwacht dat er meer metabolomische veranderingen zullen worden geïdentificeerd door een langetermijnstudie.

Onderzoeksplan:

Specifiek doel 1: Twintig (20) gezonde vrouwelijke studenten van 18-29 jaar met een normale BMI (Body mass Index) (18,5-25) en een gewicht van ten minste 110 pond zullen worden aangeworven op de UF-campus (University of Florida).

Er zal reclame gemaakt worden in de vorm van flyers. Contactgegevens van onderzoekers zullen in de flyer worden opgenomen. Vragenlijst zal worden gebruikt om informatie te verkrijgen over onderwerpen voor prescreen. Alle deelnemers krijgen schriftelijke en mondelinge informatie over de natuurlijke en potentiële risico's van het onderzoek.

Deelnemers wordt geadviseerd om proanthocyanidine-rijk voedsel, waaronder veenbessen, bosbessen, aardbeien, pruimen, frambozen, appel, druiven, druivenpitextract, pycnogenol, rode wijn, thee, chocolade en andere cacaoproducten of andere op veenbessen gebaseerde supplementen vanaf het begin van 10 te vermijden. -dag (1e-9e) inloopperiode tot het einde van de studie. Deelnemers wordt voorgesteld om ter vervanging sinaasappel, watermeloen, honingdauw en meloen te consumeren. Verzamelkits voor urine en ontlasting worden uitgedeeld aan alle deelnemers en deelnemers worden getraind in het gebruik van de verzamelkits. Van de 7e tot de 9e dag wordt door de deelnemers één fecesmonster verzameld. Op de 10e dag 's ochtends wordt 's nachts een snel urinemonster zelf verzameld en wordt er bloed afgenomen bij de proefpersonen (2 buisjes, 30 ml in totaal). Na het nemen van bloedmonsters op nuchtere wijze wordt er voor de deelnemers een ontbijt verzorgd. Er zal een getrainde en gediplomeerde aderlating worden ingehuurd om bloed af te nemen. Nadat er bloed is afgenomen, consumeert elke deelnemer 1 fles (250 ml) cranberry- of placebosap en nog eens 5 flessen cranberry- of placebosap worden aan elke proefpersoon gegeven om te consumeren in de avond van de 10e dag en in de ochtend en avond van de 11e en 12e dag. Tijdens de 12e - 4e dag wordt ook één ontlastingsmonster afgenomen. Alle proefpersonen zullen in de ochtend van de 13e dag terugkeren naar de klinische afdeling met een zelf-verzameld 's nachts snel urinemonster en bloedmonsters zullen worden verzameld 30-60 minuten nadat de deelnemers 1 fles cranberry- of placebosap hebben geconsumeerd. Cranberry- of placebosap zal worden uitgedeeld aan elk van de proefpersonen om te consumeren in de avond van de 13e dag en in de ochtend en avond tijdens de 14e-29e dag. Afspraak wordt wekelijks gepland of op verzoek van deelnemers tijdens de 14e tot 29e dag. Op de 29e tot de 31e dag wordt één ontlastingsmonster afgenomen. In de ochtend van de 30e dag wordt 's nachts een snel urinemonster zelf verzameld en de proefpersonen zullen een bloedmonster laten nemen nadat ze cranberrysap of placebo hebben ingenomen. Na een wash-outperiode van 14 dagen schakelen de deelnemers over op het alternatieve regime en herhalen ze het protocol. Alle verzamelde monsters worden in porties verdeeld en bij -80°C bewaard. Het is onwaarschijnlijk dat dit gebeurt, maar als een proefpersoon een ernstig nadelig effect heeft na consumptie van sap, wordt de deelnemer uit veiligheidsoverwegingen uit het onderzoek verwijderd, afhankelijk van haar situatie.

Voorbereiding van urine- en plasmamonsters die op de 13e en 48e dag (3 dagen na consumptie van cranberrysap/placebo) zijn verzameld, zullen de vastgestelde protocollen volgen. LC-HRMS (Liquid chromatography - High-resolution mass spectrometry) gegevens worden genormaliseerd en geïmporteerd in SIMCA (versie 13.0.3, Umetrics, Umea, Zweden) om eerder vastgestelde PLS-DA (Partial least squares discriminant analysis) /OPLS-DA (Orthogonal partial least squares discriminant analysis) modellen te gebruiken om consumenten van cranberrysap blindelings te identificeren. De resultaten worden ter verificatie naar Ocean Spray gestuurd.

Specifiek doel 2:

De baseline fecale monsters en fecaal monster verzameld rond de 30e, 65e dag (21 dagen later na consumptie van cranberrysap/placebo) zullen worden geanalyseerd op microbioomsamenstelling. Genomisch microbieel DNA zal worden geëxtraheerd uit ontlastingsmonsters met behulp van MoBlo Power-bodem-DNA-isolatiekits. Microbiota-verandering in de darm zal worden gecorreleerd met metaboloomveranderingen in de urine met behulp van redundantie- en discriminantanalyse. Fecale mucine en IgA (Immunoglobuline A, indicatoren van de darmbarrière), vetzuren met een korte keten en ammoniak in de ontlastingsmonsters zullen worden geanalyseerd met behulp van specifieke assaykits of HPLC-methode (High-Performance Liquid Chromatography).

Specifiek doel 3:

Voorbereiding van urine- en plasmamonsters die zijn verzameld op de 30e, 65e dag (21 dagen later na consumptie van cranberrysap/placebo) zullen de vastgestelde protocollen volgen. UHPLC (Ultra high-performance liquid chromatography) -Q-Orbitrap-HRMS (High-resolution mass spectrometry) analyses, multivariate dataverwerking en statistische analyse zullen hetzelfde zijn als het experimentproces besproken in Specifiek doel 2.