Darmmicrobioom en seks als risicofactoren voor nierstenen na bariatrische chirurgie

Experimenteel ontwerp: we zullen sekseverschillen bepalen in 24-uurs urineoververzadiging (SS) met betrekking tot calciumoxalaat (CaOx) in Roux-en-Y Gastric Bypass (RYGB) en sleeve-gastrectomiepatiënten en de correlatie van microbiële soorten en hun metabolische routes met urine-oxalaat. Dit wordt bepaald onder de voorwaarden van een isocalorische, gestandaardiseerde distributie van natrium (200 mmol/dag), calcium, kalium en macronutriënten. We zullen proefpersonen rekruteren van de Bariatric Surgery Clinic van het University of Chicago Medical Center.

Locatie: De studie vindt plaats bij de deelnemers thuis (periode 1, 4) en in het Clinical Research Center van de University of Chicago Medicine (UCM). (Periode 2, 3, 5).

Studeer periode:

De studie zal bestaan ​​uit 5 afzonderlijke periodes. Periode 1 en 2 zijn voor de operatie en periode 3-5 na de operatie. Periode 1 en 4 duren drie dagen en periode 2, 3 en 5 vier dagen, waarvan drie thuis en een vierde (dagdeel) in het Clinical Research Center (CRC).

Studieperiode 1 vindt plaats voorafgaand aan RYGB of soortelijk gewicht (SG) bij de deelnemer thuis. Elke deelnemer zal een driedaags voedingsdossier verstrekken en een 1,5 uur durend telefoongesprek voeren met de CRC-diëtist en een 24-uurs urineverzameling (op dag drie). Urine-verzamelkits worden rechtstreeks naar huis gebracht en na voltooiing teruggestuurd naar het Niersteenlaboratorium.

Studieperiode 2 wordt voltooid in het CRC en vindt plaats voorafgaand aan RYGB of SG. Het vaste studiedieet wordt samen met een ontlastingspakket per koerier verzonden. Elke deelnemer eet het studiedieet op dag één, twee en drie van deze studieperiode. Op de ochtend van dag vier presenteren proefpersonen zich in nuchtere toestand bij het CRC en brengen ontlastingscollecties naar het CRC. Elke deelnemer verzamelt drie urines van 45 minuten met een bloedmonster in het midden van elke verzameling. Studiedeelnemers consumeren vervolgens een vast ontbijt en verzamelen zes urines van 45 minuten met bloedmonsters in de postprandiale periode.

Studieperiode 3 wordt voltooid in het CRC en vindt plaats tussen 2 en 4 weken na RYGB of SG. De timing van deze periode van 2 tot 4 weken werd gekozen omdat de biologische veranderingen in anatomie en neuro-endocriene signalering 2 weken na de operatie zouden hebben plaatsgevonden en patiënten doorgaans na 2 weken zijn overgeschakeld van een dieet van zacht voedsel naar regulier voedsel. Proefpersonen zullen niet deelnemen aan periode 3 tot na klinische goedkeuring door de chirurg voor dieetvooruitgang. Er wordt ook verwacht dat tegen die tijd het effect van anesthesie of peri-operatieve antibiotica en medicijnen minimaal is. Het protocol van studieperiode 3 is identiek aan dat van periode 2 met drie dagen studiedieet en CRC op dag vier met vasten en gevoede bloed- en urinecollecties (zie periode 2 voor details).

Studieperiode 4 vindt thuis plaats tussen 9 en 12 maanden na RYGB of SG bij de deelnemer thuis. De timing van deze periode is gekozen omdat patiënten meestal het grootste deel van het gewichtsverlies hebben ondergaan en tijd hebben gehad om nieuwe, zelfgekozen diëten voor thuisgebruik over te nemen. Urineveranderingen die naar verwachting zullen optreden bij niersteenvormers zullen naar verwachting op dit moment ook detecteerbaar zijn. Deelnemers zullen een driedaags voedingsdossier verstrekken en een 1,5 uur durend telefoongesprek voeren met de diëtist van het CRC en een 24-uurs urineverzameling (op dag drie). Urine-verzamelkits worden rechtstreeks naar huis gebracht en na voltooiing teruggestuurd naar het Niersteenlaboratorium.

Studieperiode 5 vindt plaats in het CRC 12 maanden (+/- 1 maand) na RYGB of SG. De timing van deze periode wordt gekozen omdat patiënten meestal het grootste deel van hun gewichtsverlies hebben ondergaan en bij de meesten is het metabool syndroom verdwenen. Het protocol van studieperiode 3 is identiek aan dat van periode 2 en 3 (zie periode 2 voor details).

Studiedieet: De proefpersonen zullen een dieet eten dat 65 mmol natrium, 1740-2940 mg kalium, 800-1200 mg calcium bevat, en de maaltijden zullen isocalorisch zijn met een gecontroleerde distributie van macronutriënten. Het eten wordt bereid in de CRC-keuken en naar de patiënten gestuurd. Inname van water is ad lib, andere vloeistoffen alleen zoals voorgeschreven. Het dieet wordt samengesteld in overleg met diëtisten, waaronder diëtisten met expertise op het gebied van bariatrische chirurgie. Op dag 1 wordt er eten naar de deelnemers verzonden. Deelnemers blijven voorgeschreven medicijnen en vitaminesupplementen gebruiken volgens de kliniek voor bariatrische chirurgie.

Thuis voedingsdossier en verzameling van voedingsgegevens (studieperiode 1, 4): Elke deelnemer krijgt een voedingslogboek en een hand-out met geschatte porties voorafgaand aan het thuis voedingsverslag. Een driedaags dieetdossier wordt door de deelnemer bijgehouden. Binnen 1 tot 3 dagen na het invullen van het voedingsdossier heeft elke deelnemer 1,5 uur telefonisch contact met de CRC-diëtist. De diëtist beoordeelt het dossier op volledigheid en verduidelijking en voert de gegevens vervolgens in in het Nutritional Data System for Research (NDSR). De NDSR is een beproefd, computergebaseerd softwareprogramma voor voedingsanalyse dat is ontwikkeld aan de Universiteit van Minnesota en kwantitatieve gegevens levert over zowel micro- als macronutriënten uit de voedingsherinnering. De voedseldatabase in de NDSR bevat meer dan 18.000 voedingsmiddelen en gebruikt het laboratorium van het Amerikaanse ministerie van landbouw als primaire bron voor voedingswaarden en samenstelling. Het UCM CRC heeft een bestaand contract met NDSR om het gebruik van deze software voor dit onderzoek te ondersteunen.

Urine- en serummetingen: thuis worden twee 24-uurs urinecollecties uitgevoerd (met instructies). 24-uurs urinevolume, Ca, oxalaat, citraat, urinezuur, Na, K, Cl, Mg, sulfaat, ammonium en creatinine worden gemeten. Urinemetingen zullen worden uitgevoerd in het laboratorium van de Kidney Stone Research Group van de Universiteit van Chicago. Serum 25-vitamine D- en bijschildklierhormoonspiegels zullen worden gemeten via de CRC in het laboratorium van de Universiteit van Chicago. Serumnatrium, kalium, chloride, bicarbonaat, calcium, fosfor, magnesium, creatinine en glucagonachtig peptide 1 (GLP-1) zullen worden uitgevoerd in het niersteenlaboratorium van de Universiteit van Chicago. Serumpeptide YY en insuline zullen worden getest in het laboratorium van het University of Chicago Diabetes Research and Training Center. Serum glucagon zal worden getest bij LabCorp. Glucose zal worden gemeten met behulp van de gouden standaard YSI-methode bij het CRC. Serum en urine worden ingevroren bij -80 graden C en opgeslagen in het niersteenlaboratorium voor mogelijke latere assays.

Doel 1, Urine Statistische Analyse: Urine CaOx SS wordt berekend met behulp van EQUIL2 (een computerprogramma dat wordt gebruikt voor de berekening van urineverzadiging). We zullen de CaOx SS van mannen versus vrouwen vergelijken met behulp van een t-test die rekening houdt met eventuele verschillen in varianties tussen de twee groepen. We zullen lineaire regressiemodellen per geslacht uitvoeren om voorspellers van CaOx SS te bepalen. We zullen de correlatietests van Spearman gebruiken om onafhankelijke correlaties te vinden tussen microbiële soorten en/of metabole routes met CaOx SS. Er zullen gegeneraliseerde lineaire modellen worden gegenereerd voor alle modules die geassocieerd zijn met hoge CaOx SS.

Doel 2, Microbiële soorten ontlasting en statistische analyse: Shotgun-sequencing zal worden uitgevoerd voor alle ontlastingsmonsters. Shotgun-sequencing wordt uitgevoerd voor alle ontlastingsmonsters. TruSeq DNA Sample prep kit (Illumina) en reagentia van KAPA Library Preparation kit (Kapa biosystems) zullen worden gebruikt om bibliotheken te genereren. Bibliotheken zullen worden gesequenced op het Illumina MiSeq-platform met behulp van 2x250 nucleotide paired-end sequencing. Sequencing-uitlezingen zullen worden omgezet in relatieve hoeveelheden van microbiële metabole modules met behulp van HUMANN en toegewezen aan KEGG. Relatieve hoeveelheden zullen worden berekend met behulp van de Metagenomic Phylogenetic Analysis (MetaPhlAn) pijplijn.