Het effect van de timing van de hoofdmaaltijdconsumptie op de darmmicrobiota en de gastheer (TIMC)

Deze studie zal een open-label, cross-over RCT zijn bij gezonde volwassenen. Gezonde volwassen (>18 jaar) deelnemers zullen uit de gemeenschap geworven worden door middel van een reclamefolder (zie bijbehorend ondersteunend document - "Advertentieflyer") en mond-tot-mondreclame. De onderzoeker organiseert een ontmoeting met degenen die belangstelling tonen voor het onderzoek. De onderzoeker verzamelt demografische informatie (bijv. leeftijd en geslacht) en vraag de proefpersonen of ze lijden aan een acute of chronische ziekte (gedefinieerd als een ziekte die regelmatige bezoeken aan gezondheidsdiensten vereist) (zie bijbehorend ondersteunend document - "Gezondheidsvragenlijst"). Als ze een chronische ziekte hebben, worden ze uitgesloten. Andere uitsluitingscriteria zijn onder meer een voorgeschiedenis van een grote darmoperatie, onstabiel gewicht, gebruik van antibiotica of steroïden in de afgelopen 3 maanden. Deelnemers worden geïnformeerd over de studie bij Human Nutrition, New Lister Building, Glasgow Royal Infirmary, of op de sociale gebieden van de University of Glasgow op de hoofdcampus (bijv. Gilchrist). Er worden geen kinderen geworven. Proefpersonen die belangstelling hebben getoond voor het onderzoek, maar niet geschikt zijn om deel te nemen, zullen worden erkend en zullen een uitleg krijgen over de reden waarom ze zijn uitgesloten.

Na geïnformeerde schriftelijke toestemming worden deelnemers willekeurig toegewezen aan interventiegroepen met behulp van de MS Excel "rand()"-functie. Vrouwen beginnen hun interventie in dezelfde fase van hun menstruatiecyclus om het effect van hormonale veranderingen op de studieresultaten te vermijden.

Dieetinterventies: Deelnemers wordt gevraagd om twee experimentele diëten te volgen. De twee voedingsinterventies zijn identiek, met als enige verschil de timing van de hoofdmaaltijd (diner en lunch). Deelnemers volgen elk dieet gedurende een week met een wash-outperiode van drie weken tussen de twee interventies. De uitwasperiode is bedoeld om de eigenschappen van de darmmicrobiota terug te brengen naar het basisniveau. Het dieet zal voorzien in de gemiddelde energiebehoefte van de deelnemers (Department of Health) en heeft tot doel het gewicht van de deelnemers tijdens de onderzoeksperiode stabiel te houden. Alle voedingsaspecten van het onderzoek zullen worden ontworpen en begeleid door de gekwalificeerde diëtisten/voedingsdeskundigen, die deel uitmaken van het onderzoeksteam. Deelnemers krijgen een lijst met maaltijden en snacks om uit te kiezen (zie bijbehorend ondersteunend document - "Voedsellijstvoorkeuren"). Alle maaltijden worden gratis aan de deelnemers verstrekt. Maaltijden worden door de onderzoekers online besteld via de University of Glasgow Hub en worden door het supermarktpersoneel bij de deelnemers thuis bezorgd. Gewicht en lengte worden gemeten.

Week 1 Deelnemers volgen een week lang een gestructureerd dieet met maaltijden naar keuze. De deelnemers selecteren deze maaltijden uit een lijst die de onderzoeker hen bezorgt. De timing van de maaltijd wordt gespecificeerd en de deelnemers moeten hun maaltijden binnen 25 ± 5 minuten voltooien. De deelnemers krijgen schriftelijke instructies over hoe ze het dieet moeten volgen (zie bijbehorend ondersteunend document - "Instructieblad" & "Deelnemerstudiekalender"). Deelnemers zullen alle fecesmonsters leveren die zijn geproduceerd gedurende de dagen van 12.00 uur op dag 5 tot 12.00 uur op dag 8. Nuchtere bloed- (6 ml) en urinemonsters worden verzameld op de dag na het einde van de week 1-interventie (d.w.z. dag 8). Deze zullen worden verzameld in het laboratorium voor menselijke voeding, in het New Lister Building, Glasgow Royal Infirmary. Gewichts- en lengtemetingen worden herhaald.

Week 2, 3 & 4 Tijdens de wash-outperiode volgen de deelnemers hun gebruikelijke dieet en vindt er geen onderzoeksinterventie plaats.

Week 5 Dit is een herhaling van de dieetinterventie en monsterverzameling in week 1. Het enige verschil is dat de lunchmaaltijd van week 1 wordt verwisseld voor diners in week 5.

Dieetnaleving: in de loop van de twee experimentele diëten zal de naleving worden gecontroleerd door de deelnemers te vragen een "checklist" in te vullen met hun voorgeschreven dieet (zie bijbehorend ondersteunend document - "Nalevingsvragenlijst"). Elke 3 dagen wordt er een vriendelijke herinneringsoproep of -sms naar de deelnemers gestuurd om de motivatie en naleving van de diëten te vergroten.

Monstername & analyse: Verse feces- en urinemonsters worden verzameld zoals hierboven beschreven. De belangrijkste uitkomstmetingen zijn: a) veranderingen in de samenstelling van de darmmicrobiota op basis van 16S rRNA-gen-amplicon-sequencing en shotgun-metagenomics, b) veranderingen in bacteriële functionele capaciteit (shotgun-metagenomics van het hele genoom) en urinaire/fecale metabolomics, c) veranderingen in gerichte bacteriële metabolieten (vetzuren met korte keten, sulfide, ammoniak, lactaat, succinaat, ethanol). Bloedlipiden, eetlusthormonen, adipokines en ontstekingsmarkers zullen worden gemeten met behulp van ELISA-kits. Ontlastingsmonsters worden bij de deelnemers thuis verzameld of per voorafbetaalde taxi naar het laboratorium gebracht.

Gedetailleerde analyse: Genomisch DNA zal worden geëxtraheerd door de fecale monsters met behulp van in-house ontwikkelde testen. Het monster wordt getest op zuiverheid op 1% Agarose-gel en de concentratie van nucleïnezuren wordt gemeten met Nanodrop. Amplificatie van het V4-gebied van het 16S rRNA-gen zal intern worden uitgevoerd met behulp van PCR en High Fidelity Mastermix en Golay Barcodes. Het gepoolde monster wordt naar de Universiteit van Birmingham gestuurd voor 250 bp pair-end sequencing op MiSeq. De gegevens zullen worden geanalyseerd door Dr. Gerasimidis PDRA in Bioinfomatics. Evenzo zullen metingen van SCFA worden uitgevoerd in aangezuurde etherextracten met behulp van gaschromatografie uitgerust met een FID-detector. Kwantificering zal worden uitgevoerd tegen authentieke normen. Andere bacteriële metabolieten en cardiovasculaire markers zullen worden getest met colorometrische en enzymatische assays en in de handel verkrijgbare ELISA-kits, zoals deze eerder zijn gerapporteerd. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28318688 en https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26119811

Vermogensberekening: Een nauwkeurige vermogensberekening is onmogelijk te berekenen wegens gebrek aan pilootgegevens. Op basis van een vergelijkbaar onderzoek voor een gemiddeld verschil van 5,4 μmol/g fecaal acetaat (SD=5) en 80% power zijn 20 deelnemers nodig. De vermogensberekening zal worden herzien na de werving en afronding van de studie van de eerste 7 deelnemers.