Microbiota, metaboloom en voeding: een 'kunstmatig intelligente' weg naar gepersonaliseerde voeding (PN-AI-21)

Het prikkelbaredarmsyndroom (PDS) is een chronische darmaandoening die door de hoge incidentie en prevalentie ervan tot een groot probleem in de gezondheidszorg behoort(3-7). PDS treft 7-15% van de algemene bevolking(6, 7). Het komt tweemaal zo vaak voor bij vrouwen(8) en wordt vaker gediagnosticeerd bij patiënten jonger dan 50 jaar(9). Het wordt gekenmerkt door terugkerende episoden van functionele gastro-intestinale symptomen waarvan de pathofysiologische mechanismen niet volledig duidelijk zijn(10). De meest voorkomende symptomen zijn buikpijn, een opgeblazen gevoel, constipatie en/of diarree(10). PDS heeft een negatieve invloed op de levenskwaliteit en veroorzaakt een aanzienlijke belasting voor de gezondheidszorg(11, 12). Net als de klinische fenotypes zijn de pathofysiologische mechanismen die ten grondslag liggen aan het syndroom heterogeen en niet volledig begrepen(13). Er zijn echter aanwijzingen dat PDS het gevolg kan zijn van een combinatie van veranderingen in de maag-darmmotiliteit, viscerale overgevoeligheid, lichte ontstekingen, veranderde microbiota en voedselbestanddelen(14-17). Vanwege de diversiteit van PDS-symptomen en hun aanzienlijke variabiliteit in de loop van de tijd, wordt een breed scala aan farmacologische behandelingen toegepast die zich vaak alleen op het primaire symptoom richten; dus als er meerdere symptomen aanwezig zijn, zijn de toegediende behandelingen vaak ontoereikend. Dit heeft geleid tot onderzoek naar het gebruik van dieettherapieën als behandelingsoptie.

Dieetbeperking van fermenteerbare oligosachariden, disachariden, monosachariden en polyolen (FODMAP's) is onlangs onderzocht bij de behandeling van functionele darmsymptomen bij PDS. Een toenemend aantal ongecontroleerde en gecontroleerde onderzoeken heeft de klinische effectiviteit van een laag FODMAP-dieet bij patiënten met PDS onderzocht met behulp van voedingsadvies of voedingsprotocollen. Ongecontroleerde en ongeblindeerde gecontroleerde onderzoeken suggereren dat de symptoomresponspercentages bij patiënten met PDS oplopen tot 85%(18). Op vergelijkbare wijze is een gunstige invloed op de symptomen gerapporteerd in geblindeerde, gerandomiseerde, gecontroleerde onderzoeken(19-22). Een potentiële tekortkoming van het laag FODMAP-dieet en van elk dieet dat meervoudige voedseluitsluiting met zich meebrengt, is het risico op voedingstekorten, en dit is vooral relevant als de uitgesloten voedingsmiddelen rijk aan voedingsstoffen zijn. Het laag FODMAP-dieet vereist vervanging van geselecteerde voedingsmiddelen door een aantal voedselgroepen en daarom bestaat de kans op een inadequate inname van voedingsstoffen, met name koolhydraten, vezels, ijzer, B-vitamines en calcium. Een ander potentieel veiligheidsprobleem dat verband houdt met de implementatie van het dieet heeft betrekking op de impact op de gastro-intestinale microbiota, die betrokken is bij de pathogenese van PDS(23) en in verband is gebracht met klinische kenmerken van PDS, waaronder buikpijn, angst en depressie(24). , 25). Daarom stellen we voor om het microbioom en het metaboloom bij PDS-patiënten te evalueren om datasets van geïntegreerde gegevens te creëren via AI-tools. Verder willen we de effecten van een laag FOODMAP-dieet op basis van gefermenteerde producten op het microbioom en metaboloom bij PDS-patiënten bepalen. Deze evaluaties zullen het mogelijk maken om het tekort aan voedingsstoffen bij de patiënt en de algemene levenskwaliteit voor en na de interventie onder groepen te beoordelen en een gepersonaliseerde behandeling te ontwikkelen die de levenskwaliteit van PDS-patiënten zal verhogen.

Het laag FODMAPs-dieet gaat gepaard met beperkingen, vooral als gevolg van de eliminatie van verschillende voedingsmiddelen, die een verergering van de bijwerkingen kunnen veroorzaken als gevolg van een significante verandering van de samenstelling van de darmmicrobiota en een algehele vermindering van de voedingsstatus. Hoewel probiotica gunstige effecten lijken te hebben op het verbeteren van deze bijwerking, is hun werking nog relatief onbekend. Er moet nog veel worden beantwoord over de vraag welke stammen het meest effectief zijn voor het brede spectrum van PDS-patiënten en of enkele stammen of een combinatie van stammen het beste werken. Dit leidt tot de vraag of individuele verschillen tussen PDS-patiënten in termen van microbioomdiversiteit de werkzaamheid van probioticatherapie kunnen beïnvloeden. Daarom stellen wij met onze aanpak een hervorming van de interacties tussen gastheer en microbiota voor door middel van gepersonaliseerde voeding, wat een nieuwe therapeutische weg zou kunnen zijn voor zowel ziektebestrijding als preventie. Concreet zijn wij van mening dat een dieet aangevuld met eerder gefermenteerde voedselproducten gunstig zal zijn voor de toestand van de patiënt. Deze fermentatie zal worden gecontroleerd en uitgevoerd met Lactobacillus paracasei stam CNCM I-5220. Door middel van het longitudinale onderzoek zullen we in staat zijn om de graad van de stoornis bij aanvang te evalueren (één week laag FODMAP-dieet), en het effect van de gefermenteerde voedselproducten op hun microbiota en metaboloom na één en twee weken. Bovendien zou het door het aannemen van nieuwe effectieve behandelingsopties mogelijk kunnen zijn om het hoge recidiefpercentage van PDS-patiënten in het openbare gezondheidszorgsysteem te verlagen, waardoor de levenskwaliteit van de patiënt wordt verbeterd en de kosten voor het Nationale Sanitaire Systeem (SSN) worden verlaagd.

Het primaire doel zal zijn om de enterotypes van PDS-patiënten bij aanvang te beoordelen en te analyseren hoe suppletie van gefermenteerd voedsel het microbioom en het metaboloom wijzigt bij PDS-patiënten die een laag FODMAP-dieet volgen.

Als secundair doel zullen we de werkzaamheid en veiligheid van twee verschillende voedingsbenaderingen van PDS-symptomen vergelijken.