Probiotica bij het kortedarmsyndroom

1. Inleiding en doel: Het doel van dit project is om de lineaire groei en gewichtstoename bij kinderen met het kortedarmsyndroom te verbeteren door hun darmmicrobiota en uiteindelijk het darmbacterieel metabolisme te veranderen.

2. Achtergrond: Kortedarmsyndroom (SBS) treedt op wanneer er onvoldoende darmmassa is om normale groei en ontwikkeling te ondersteunen. Ongeveer 35 baby's op elke 100.000 levendgeborenen worden getroffen door SBS in Noord-Amerika, en deze baby's blijven gedurende een langere periode afhankelijk van intraveneuze, parenterale voeding (PN). Een van de grootste uitdagingen waarmee deze kinderen worden geconfronteerd, is het bereiken van voldoende lineaire groei en gewichtstoename, ondanks het feit dat ze meer calorieën binnenkrijgen dan nodig is voor gezonde kinderen van dezelfde leeftijd. Problemen met een slechte opname en motiliteit in de darm en een verhoogde ontsteking dragen allemaal bij aan een slechte groei bij deze patiënten. Een belangrijke factor in het gezond functioneren van de resterende dunne darm is de microbiële gemeenschap in de darm. Het is bekend dat uitputting van bepaalde groepen gunstige darmbacteriën en hun metabole bijproducten, met name korteketenvetzuren (SCFA's), kan leiden tot darmontsteking, malabsorptie en een minder efficiënt gebruik van geconsumeerde calorieën.

   Het langetermijndoel van de studie is om te bepalen hoe de darmmicrobiota bij kinderen met SBS effectief kan worden veranderd om een ​​gezond evenwicht te herstellen en groei en ontwikkeling te maximaliseren. Hoewel kinderen met SBS stoornissen in hun darmmicrobiota hebben gekend, is het onduidelijk of het verstrekken van een oraal probioticum een ​​effectieve aanpak is om deze stoornissen te corrigeren.

   Doel 1: Bepalen of suppletie met probiotica de darmmicrobiota aanzienlijk kan moduleren en de groei bij SBS-patiënten kan verbeteren.

   Doel 2: niveaus van fecale SCFA's bepalen bij kinderen met SBS, inclusief kinderen die probiotica krijgen.

3. Studiebeschrijving: Alle in aanmerking komende kinderen krijgen toestemming tijdens een bezoek aan de polikliniek of tijdens een verblijf in een ziekenhuis. Ingeschreven deelnemers worden vervolgens gerandomiseerd naar "placebo", waar ze de standaard medische zorg en voedingsbehandeling voor het kortedarmsyndroom krijgen naast 1 ml pure MCT-olie (medium chain triglyceride) per dag gedurende 3 maanden, of "probiotische therapie" waar ze zullen gedurende 3 maanden dagelijks een combinatie krijgen van Lactobacillus rhamnosus (5 miljard kolonievormende eenheden per dag) en Lactobacillus johnsonii (200 miljoen kolonievormende eenheden per dag). Randomisatie zal niet geblindeerd zijn. De probiotica zijn gekozen omdat ze goed zijn bestudeerd bij zuigelingen en kinderen en beide soorten blijken een tekort te hebben bij kinderen met SBS en slechte groei. De placebo werd gekozen omdat het het enige inactieve ingrediënt is dat in de suspensie van het probioticum zit, het is geurloos en smaakloos en heeft geen bekende bijwerkingen. De probiotica en MCT-olie worden dagelijks oraal of via een bestaande gastrostomiesonde toegediend. Patiënten die uit het onderzoek stappen of die worden teruggetrokken, worden niet vervangen en de gegevens van deze proefpersonen zullen op een intention-to-treat-manier als onderdeel van de analyse worden opgenomen.

Ontlasting (ongeveer 200 mg per monster) wordt verzameld op 3 verschillende tijdstippen voor elke patiënt (aan het begin, midden en einde van het onderzoek). De ontlasting wordt verzameld tijdens een verblijf in een ziekenhuis of tijdens een bezoek aan de polikliniek. Als een patiënt geen ontlastingsmonster kan geven, kan de familie er thuis een ophalen en kan het worden ingevroren en bij het volgende bezoek aan de kliniek worden gebracht. Een bevroren monster kan worden gebruikt voor 16S rRNA-sequencing en metabolomics-analyse, maar niet voor SCFA-concentratie. Microbieel gDNA kan worden teruggewonnen uit ontlasting die tot 6 maanden is ingevroren, met vergelijkbare sequentieresultaten in vergelijking met vers verwerkte ontlasting. Als een vers monster wordt verstrekt, wordt een deel gebruikt om de concentratie SCFA's te bepalen. Ontlasting die wordt gebruikt voor 16S rRNA-sequencing en metabolomics wordt bevroren gehouden totdat de analyse is uitgevoerd. Er zal ook een eenmalige ontlastingscollectie worden verkregen van 10 controlepatiënten met kortedarmsyndroom die goed groeien en zal worden gebruikt voor 16S rRNA- en metabolomics-analyse.

Ontlasting die wordt gebruikt voor 16S rRNA-sequencing wordt bevroren gehouden tot het moment van analyse. Bacterieel gDNA wordt dan geëxtraheerd uit fecale inhoud. Amplicons van de bacteriële 16S rRNA-genen zullen worden gegenereerd en gesequenced met behulp van de Illumina Hi-Seq 2000 (UTSW Genomics Core). Sequencing-lezingen worden gefilterd en op kwaliteit bijgesneden en geanalyseerd met behulp van het QIIME-softwarepakket.59 De microbiële diversiteit zal worden geschat door de Shannon-diversiteitsindex en de Bray-Curtis-ongelijkheidsindex te berekenen.

Bacteriële abundantie zal worden bepaald met behulp van standaardcurven die zijn geconstrueerd met verwijzing naar gekloond bacterieel DNA dat overeenkomt met een kort segment van het 16S-rRNA-gen dat werd geamplificeerd uit bacteriële referentiestammen.63 Dr. Koh heeft ook qPCR-protocollen gevalideerd voor 6 specifieke bacteriegroepen: 1) Eubacteriën (alle bacteriën); 2) Lactobacillus (een subset van firmicutes); 3) Bacteroides (een subset van Bacteroidetes); 4) Enterobacteriaceae (ENTERO; pro-inflammatoire gram-negatieven zoals E. coli, Klebsiella spp, enz.); 5) CLEPT (een subgroep van Firmicutes; butyraat dat ontstekingsremmende Clostridia produceert); 6)EREC (een subset van Firmicutes; butyraat dat ontstekingsremmende Clostridia produceert). Bacteriële groepspecifieke qPCR biedt kwantificering van de algehele overvloed aan specifieke groepen bacteriën

Concentraties van SCFA's in de ontlasting worden gemeten op alle tijdstippen waarop een vers monster kan worden verstrekt. In het kort zullen verse fecesmonsters worden gewogen, gesuspendeerd in water met 0,5% fosforzuur en vervolgens onmiddellijk snel worden ingevroren met vloeibare stikstof. Gezien de volatiliteit van SCFA's, zal flitsbevriezing nauwkeurigere metingen opleveren. Fecale suspensies worden vervolgens ontdooid, gehomogeniseerd en geëxtraheerd met ethylacetaat. Organische extracten worden verrijkt met SCFA-standaarden met koolstoflabel (om SCFA-niveaus nauwkeurig te kwantificeren) en worden uitgevoerd op de GC-MS.

Randomisatie: ingeschreven patiënten worden gerandomiseerd met behulp van een gecentraliseerd proces op basis van een willekeurige tabel. Randomisatie zal worden bepaald door een centraal projecttelefoonnummer te bellen dat wordt beantwoord door de onderzoeksverpleegkundige en te vragen om een ​​proefpersoon-ID en een toewijzing aan standaardbehandeling of voorwaardelijke chirurgie. Dit is een open-label studie en patiënten zullen op een 1:1 manier worden gerandomiseerd naar een van de twee behandelingsarmen.

Behandelingsfase:

Placebo-patiënten krijgen naast de dagelijkse MCT-olie de standaard medische en voedingsbehandeling voor het kortedarmsyndroom. Alle ingeschreven patiënten zullen tijdens het onderzoek een gedetailleerde groeibeoordeling krijgen. De primaire antropometrische maatstaven voor groei zijn gewicht, lengte, hoofdomtrek (voor kinderen

Klinische informatie zal ook worden verzameld uit de medische dossiers van alle ingeschreven patiënten, waaronder informatie over leeftijd, geslacht, etniciteit, etiologie van SBS, kwaliteit en frequentie van dagelijkse stoelgang, antibioticagebruik in de 4 weken voorafgaand aan inschrijving en tijdens het onderzoek, infecties tijdens het onderzoek, chirurgische voorgeschiedenis, inclusief darmverlengende procedures, lengte en anatomie van de resterende dunne darm en dikke darm, de aanwezigheid van een stoma en/of gastrostomiesonde, medische voorgeschiedenis, medicijnen, gedetailleerde voedingsinformatie (calorische inname van parenterale en enterale voeding) en routinematig bloedonderzoek. Stapsgewijze logistische regressieanalyse van deze klinische kenmerken zal worden uitgevoerd om de onafhankelijke voorspellers van slechte groei te modelleren, gebruikmakend van een significantieniveau van p

Probiotic Group - waar ze gedurende 3 maanden dagelijks een combinatie van Lactobacillus rhamnosus (5 miljard kolonievormende eenheden per dag) en Lactobacillus johnsonii (200 miljoen kolonievormende eenheden per dag) zullen krijgen naast de standaardzorg.

Ontlastingsmonsters zullen door beide groepen worden verzameld op 3 afzonderlijke tijdstippen voor elke patiënt, bij de eerste inschrijving, het middenpunt en het einde van het onderzoek. De monsters worden verzameld tijdens een standaardbezoek aan een kliniek, tijdens een verblijf in een ziekenhuis of thuis door de verzorger en ingevroren. Verzorgers krijgen instructies en sets voor het verzamelen van ontlasting.