Ontwikkeling van een biomarkerpanel om de voedingsstatus van choline te beoordelen

Choline (Cho) is een essentiële voedingsstof en de meeste Amerikaanse diëten halen niet de aanbevolen inname. Diëten met een laag cholinegehalte worden in verband gebracht met lever- en spierziekte en met een suboptimale ontwikkeling van de foetus, terwijl diëten met een te hoog cholinegehalte in verband kunnen worden gebracht met een verhoogd risico op hartaandoeningen. Cho is een verplichte voedingsstof en in 1998 werd een Adequate Intake (AI) en een Tolerable Upper Limit (UL) voor Cho vastgesteld. In 2016 heeft de Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) een Aanbevolen Dagelijkse Inname (RDI) voor op Cho gebaseerde op de AI's als onderdeel van het nieuwe Nutrition Facts-label voor verpakte voedingsmiddelen (gepubliceerd in het Federal Register op 27 mei 2016; FDA-2012-N-1210-0875, Federal Register Number:2016-11867). De AI/ADH varieert per leeftijd en geslacht, maar is 550 mg/d bij adolescente en volwassen mannen en 425 mg/d bij volwassen vrouwen (meer bij zwangere en zogende vrouwen) en 400 mg/dag voor adolescente vrouwen.

Er is geen gevalideerde biomarker voor de cholinestatus (de beschikbaarheid van de verschillende vormen van Cho die nodig zijn om een ​​optimale cellulaire functie te behouden). Meting van plasma-cho-concentraties is niet adequaat, aangezien plasma-choline homeostatisch wordt gereguleerd. Op basis van uitgebreide voorlopige en gepubliceerde gegevens identificeerde deze groep een panel van potentiële biomarkers die zouden kunnen worden gebruikt om de Cho-status te beoordelen, en nu stellen ze studies voor om dit biomarker-panel te valideren tegen metingen van de Cho-poolgrootte met behulp van isotopenverdunning. De grootste voorraden van Cho bevinden zich in de lever, en massaresonantiespectroscopie (MRS) van de lever is in het verleden gebruikt om de Cho-status bij mensen te beoordelen. Deze methode is niet praktisch voor gebruik als biomarker in de klinische of volksgezondheidspraktijk, aangezien het duur is en de beschikbaarheid van de instrumenten beperkt is. Leverbiopsie is riskant en niet praktisch, waardoor het meten van de concentraties van Cho in de lever en Cho-metabolieten een slechte keuze is voor het beoordelen van de Cho-status.

Misschien is er een panel van biomarkers die samen de Cho-status nauwkeuriger en betrouwbaarder zullen weergeven. Door metingen uit te voeren bij mensen die gedurende twee weken drie verschillende hoeveelheden Cho in de voeding kregen, en de biomarkermetingen te vergelijken met de totale Cho-poolgrootte van het lichaam, beoordeeld met behulp van isotopenverdunning (een proxy voor de beschikbaarheid van de verschillende vormen van Cho), zullen onderzoekers in staat zijn om de combinatie van biomarkers en algoritme te identificeren voor het berekenen van een Cho-statusscore die de totale Cho-poolgrootte het best voorspelt, en daarom de voedingsstatus van choline voorspelt (de beschikbaarheid van de verschillende vormen van Cho die nodig zijn om de cellulaire functie te ondersteunen). In deze pilotstudie proberen ze een methode te testen voor het gebruik van stabiele isotopenverdunning om de cholinevoorraden in het lichaam te meten, en vervolgens te vragen hoe deze meting correleert met een panel van biomarkers in plasma en met levervet gemeten met Fibroscan®. Het gebruik van isotopenverdunning kan een schatting geven van de grootte van de lichaamspool van Cho. Onze voorgestelde methode is conceptueel vergelijkbaar met de methode voor het meten van het totale lichaamswater uit een bolusdosis gelabeld water. Soortgelijke methodologie werd onlangs gebruikt in onderzoeken naar de metabole flux van Cho bij zwangere vrouwen. Isotopenverdunning is een gevestigde methode die wordt gebruikt om de poolgrootte voor andere voedingsstoffen, zoals vitamine A, te schatten. Net als bij vitamine A bevinden de belangrijkste opslagplaatsen voor Cho zich in de lever, en ingenomen Cho wordt snel opgenomen en geaccumuleerd door de lever. Deze pilootstudie test een methode voor het gebruik van stabiele isotopenverdunning om de cholinevoorraden in het lichaam te meten, en correleert deze meting met een panel van biomarkers in plasma en met levervet gemeten met behulp van Fibroscan®. Mensen die diëten met weinig choline eten, zouden hun choline (Cho) -voorraden moeten uitputten, en het meten van de Cho-poolgrootte met behulp van isotopenverdunning zou deze uitputting moeten weerspiegelen. De onderzoeker zal een biomarkerpaneel identificeren dat goed correleert met de gemeten Cho-poolgrootte over het bereik van verschillende graden van uitputting. Er zullen ook MRS/MRI-scans worden uitgevoerd om de correlatie tussen deze "gouden standaard"-maatregelen en de andere hierboven beschreven methoden te onderzoeken.

Deelnemers zullen maaltijden consumeren die we verstrekken in voedingsintervallen van twee weken met 3 verschillende niveaus van choline met uitwasperiodes van twee weken tussen die voedingsintervallen. Deelnemers krijgen 100% van de aanbevolen inname (ADH) van Cho (550 mg Cho/dag); 50% van de ADH van Cho (275 mg/dag); en 25% van de ADH van Cho (137,5 mg/dag). De maaltijdbestelling wordt willekeurig toegewezen en alle deelnemers krijgen op een bepaald moment in het onderzoek alle diëten. Er zal een minimum van twee weken tussen de dieetintervallen zijn. Zowel deelnemers als onderzoekers zullen blind zijn voor de dieetvolgorde.

Deelnemers krijgen korte oefeningsuitdagingen (Biodex) om de spierfunctie te beoordelen als een extra voorspeller van de cholinestatus.

Om onze isotopenverdunning en fibroscanmetingen te valideren, zullen deelnemers ook MRI/MRS-scans maken.

Speekselmonsters, urine- en ontlastingsmonsters worden verzameld.