Effecten van probiotische consumptie bij kinderen met autismespectrumstoornis (ASS)

Autismespectrumstoornis (ASS) is een groep neurologische ontwikkelingsstoornissen die beginnen in de vroege kinderjaren en vaak worden gekenmerkt door problemen in communicatie en sociaal gedrag. Metabolieten geproduceerd door het darmmicrobioom kunnen de functies van het maagdarmkanaal (Gl) en het centrale zenuwstelsel (CZS) beïnvloeden, wat de aanwezigheid van de darm-hersenas ondersteunt. Eerdere studies hebben veranderingen aangetoond in het darmmicrobioom bij kinderen met ASS vergeleken met neurotypische controles. Het is mogelijk dat dieetaanpassingen, waaronder het gebruik van probiotica, bij kinderen met ASS de Gl- en CZS-functies positief kunnen wijzigen. Er zijn weinig klinische onderzoeken uitgevoerd om de effecten van probiotische consumptie door kinderen met ASS op hun microbiota-samenstelling, darmfunctie en gedrag in ontwikkelingslanden te beoordelen. Het algemene doel van het onderzoek is dan ook om de effecten van probiotica-suppletie op de samenstelling van de darmmicrobiota, de voedingsstatus en de immuunstatus bij kinderen met ASS te bepalen.

Er zal een gerandomiseerde cross-over studie worden uitgevoerd onder kinderen met de diagnose ASS, woonachtig in het grootstedelijk district van Quito. Na verificatie van de in- en exclusiecriteria worden 66 deelnemers geselecteerd. In eerste instantie worden kinderen met de diagnose ASS willekeurig in twee groepen ingedeeld. Groep A (n=33) krijgt gedurende 4 maanden driemaal daags Sb-supplementen in een dosis van 250 mg. Terwijl Groep B (n=33) gedurende 4 maanden geen suppletie krijgt. Dit zal worden gevolgd door een ‘washout’-periode van 30 dagen, gedurende welke tijd geen van beide groepen probiotica gebruikt. Na deze periode wisselen de kindergroepen nog eens vier maanden van behandeling. De onderzoekers zullen gedrag, darmmicrobioom, metaboloom, voedingsstatus en gastro-intestinale symptomen analyseren om de veranderingen te bepalen die worden veroorzaakt door de consumptie van Sb. Deelnemers worden gevolgd in maand 1, 4, 5, 9 en 10 van het onderzoek. Bij elke follow-up worden ontlastings-, bloed- en urinemonsters verzameld voor de verschillende analyses.

Een sociodemografisch onderzoek zal worden toegepast om de epidemiologische parameters van de deelnemers te bepalen. De gedragsparameters van elk kind zullen worden geëvalueerd door middel van psychologische assessments. Tests die zullen worden toegepast zijn: Autisme Diagnostisch Observatieschema, Tweede Editie (ADOS-2); Autisme Diagnostisch Interview-Herzien (ADI-R); Wechsler-intelligentieschaal voor kinderen (WISC); Adaptief gedragsbeoordelingssysteem (ABAS); Wechsler voorschoolse en primaire intelligentieschaal (WPPSI); Battelle-ontwikkelingsinventaris (BATELLE). Voor de evaluatie van de voedingsstatus worden antropometrische metingen (gewicht, lengte, BMI) uitgevoerd en worden percentielen en Z-scores berekend. Daarnaast wordt een 24-uurs terugroepvragenlijst toegepast. De Roma IV-test zal worden toegepast om gastro-intestinale symptomen te evalueren. Om de immunologische status te bepalen gaan de onderzoekers interleukines en groeifactoren in het bloed meten.

Wat de analyse van de darmmicrobiota betreft, zullen de onderzoekers beginnen met DNA-extractie uit ontlastingsmonsters. Alle ruwe sequenties verkregen uit de Illumina-sequencer zullen worden geanalyseerd om de taxonomische samenstelling, alfa- en bèta-diversiteit, functionele annotatie en differentiële microbiële relatieve overvloed tussen de twee groepen te bepalen. Functionele annotatie zal worden uitgevoerd met behulp van Human Microbiome Project Unified Metabolic Analysis Network (HumanN)-software. Taxonomische toewijzing zal worden uitgevoerd met behulp van Metagenomic Phylogenetische Analyse (Metaphlan) software. Diversiteitsstatistieken zullen worden berekend met behulp van het Vegan diversiteit R-pakket. Om de alpha-diversiteitsanalyse te vergelijken, worden Chao 1, de Shannon- en Simpson-index berekend. Voor vergelijking van bèta-diversiteit zal de functie Analyse van ecologische gegevens (ade4) in het R-pakket worden gebruikt om hoofdcomponentenanalyses te genereren met behulp van Bray-Curtis, Jaccard, ongewogen Unifrac en gewogen Unifrac-afstandsmetrieken. Lineaire discriminantanalyse zal worden gebruikt in combinatie met de steekproefomvangeffectmetingstest (LEfSe) om differentiële microbiële relatieve overvloedanalyse tussen de twee groepen uit te voeren.

De onderzoekers zullen metaboloomanalyses uitvoeren op bloed, fecale monsters en urine. Metaboloomtoewijzing zal plaatsvinden door middel van 2D-experimenten gebaseerd op signaal in Proton nucleaire magnetische resonantie (H-NMR), waarbij gebruik wordt gemaakt van de menselijke metaboloomdatabase en de biologische magnetische resonantie-metaboloomdatabase.