For å bestemme metabolomikken og mikrobiometdringene etter forbruk av tranebærjuice blant unge kvinner

Inntak av tranebærjuice har vært relatert til forebygging av urinveisinfeksjon. På grunn av tranebærprodukters bitterhet og snerphet, er etterlevelsen av deltakerne i tranebærrelaterte kliniske studier dårlig, noe som gjør det vanskelig å studere funksjonen til tranebærjuice ytterligere. Følgelig er det et presserende behov for en effektiv tilnærming for å verifisere deltakernes overholdelse. I den forrige studien har plasma- og urinmetabolom hos unge kvinner etter forbruk av tranebærjuice blitt undersøkt ved hjelp av en global UHPLC (Ultra high-performance væskekromatografi) -Q-Orbitrap-HRMS (Høyoppløsnings massespektrometri). PLS-DA-analyser (Partial least squares discriminant analysis) viste at både plasma- og urinmetabolom hos unge kvinner ble endret etter tranebærforbruk sammenlignet med baseline og eplejuiceforbruk. Inntak av tranebærjuice forårsaket en større utskillelse av både eksogene og endogene metabolitter. Disse metabolittene er identifisert som kandidatbiomarkører for forbruk av tranebærjuice. De etablerte PLS-DA (Partial least squares discriminant analysis) /OPLS-DA (Orthogonal partial least squares discriminant analysis) modellene gir en mulighet til å identifisere tranebærjuiceforbrukere.

Det er ukjent om forbruk av tranebærjuice påvirker tarmmikrobiotaprofilen hos mennesker. Men flere studier antydet at et polyfenolrikt kosthold forbedrer tarmmikrobiotaprofilen. Den forrige in vitro-studien med human tarmmikrobiota indikerte at mikrobiell katabolisme av A-type tranebærprocyanidiner produserte metabolitter med forskjellige profiler og strukturer sammenlignet med de fra B-type procyanidiner.

Å forstå mikrobiometdringer i menneskets tarm vil gjøre det mulig for etterforskerne å korrelere og forklare metabolomendringer i urin og blod, og vil også forklare helsefordelene med tranebær.

Med alle prøvene som vil bli samlet inn i denne studien, kan metabolomiske endringer mellom kortvarig tranebærjuicebehandling (3 dager) og langtidsbehandling (21 dager) sammenlignes. Siden urinveisbeskyttelseseffektene av tranebærjuice ofte er assosiert med kronisk forbruk, forventes flere metabolomiske endringer å bli identifisert av en langtidsstudie.

Forskningsplan:

Spesifikt mål 1: Tjue (20) friske kvinnelige studenter i alderen 18-29 med normal BMI (kroppsmasseindeks) (18,5-25) og minst 110 pounds i vekt vil bli rekruttert på UF (University of Florida) campus.

Annonsen vil være i form av flyers. Kontaktinformasjon til etterforskerne vil bli inkludert i flyeren. Spørreskjema vil bli brukt for å få informasjon om emner for forhåndsscreening. Alle deltakere vil motta skriftlig og muntlig informasjon om de naturlige og potensielle risikoene ved studien.

Deltakerne vil bli bedt om å unngå proantocyanidinrik mat inkludert tranebær, blåbær, jordbær plomme, bringebær, eple, druer, druekjerneekstrakt, pycnogenol, rødvin, te, sjokolade og andre kakaoprodukter eller andre tranebærbaserte kosttilskudd fra begynnelsen av 10. -dag (1.-9.) kjøres i perioden til slutten av studien. Deltakerne vil bli foreslått å konsumere appelsin, vannmelon, honningdugg, cantaloupe som erstatning. Urin- og avføringsprøvetakingssett vil bli delt ut til alle deltakere og deltakerne vil bli opplært til å bruke prøvetakingssettene. Én avføringsprøve vil bli samlet inn av deltakerne på en hvilken som helst dag fra den 7. til den 9. dagen. På den 10. dagen morgen vil rask urinprøve over natten bli tatt selv, og forsøkspersonene vil få tatt blodprøve (2 rør, totalt 30 ml). Det vil bli servert frokost til deltakerne etter fastende blodprøvetaking. En utdannet og sertifisert phlebotomist vil bli ansatt for å ta blod. Etter blodprøvetaking vil hver deltaker innta 1 flaske (250 ml) tranebær- eller placebojuice og ytterligere 5 flasker tranebær- eller placebojuice vil bli gitt til hvert forsøksperson for å konsumere om kvelden den 10. dagen og om morgenen og kvelden. 11. og 12. dag. En avføringsprøve vil også bli tatt i løpet av 12.- 4. dag. Alle forsøkspersoner vil returnere til den kliniske enheten om morgenen den 13. dagen med en selvinnsamlet rask urinprøve over natten, og blodprøver vil bli tatt 30-60 minutter etter at deltakerne har konsumert 1 flaske tranebær- eller placebojuice. Tranebær- eller placebojuice vil bli distribuert til hver av forsøkspersonene for å konsumere om kvelden den 13. dagen og om morgenen og kvelden i løpet av den 14.- 29. dagen. Avtale vil bli planlagt ukentlig eller på forespørsel fra deltakere i løpet av 14. til 29. dag. Én avføringsprøve vil bli tatt i løpet av den 29. til 31. dagen. Om morgenen den 30. dagen vil rask urinprøve over natten bli tatt selv, og forsøkspersonene vil få tatt blodprøver etter inntak av tranebærjuice eller placebo. Etter 14 dagers utvaskingsperiode vil deltakerne bytte til det alternative regimet og gjenta protokollen. Alle prøver som samles inn vil bli alikvotert og oppbevart i -80°C. Det er usannsynlig at det vil skje, men hvis et emne har noen alvorlige bivirkninger etter juiceinntak, vil deltakeren bli fjernet fra studien avhengig av situasjonen hennes av sikkerhetshensyn.

Forberedelse av urin- og plasmaprøver samlet på den 13., 48. dagen (3 dager senere etter forbruk av tranebærjuice/placebo) vil følge etablerte protokoller. LC-HRMS (væskekromatografi - høyoppløselig massespektrometri) data vil bli normalisert og importert til SIMCA (versjon 13.0.3, Umetrics, Umea, Sverige) for å bruke tidligere etablerte PLS-DA (Partial least squares discriminant analysis) /OPLS-DA (Orthogonal partial least squares discriminant analysis) modeller for blindt å identifisere tranebærjuiceforbrukere. Resultatene vil bli sendt til Ocean Spray for verifisering.

Spesifikt mål 2:

Baseline fekale prøver og fekal prøve samlet rundt den 30., 65. dagen (21 dager senere etter tranebærjuice/placeboforbruk) vil bli analysert for mikrobiomsammensetning. Genomisk mikrobiell DNA vil bli ekstrahert fra avføringsprøver ved hjelp av MoBlo Power jord-DNA-isolasjonssett. Mikrobiotaforandringer i tarmen vil korreleres med metabolomendringer i urinen ved bruk av redundans og diskriminantanalyse. Fekalt mucin og IgA (Immunoglobulin A, indikatorer på tarmbarriere), kortkjedede fettsyrer og ammoniakk i avføringsprøvene vil bli analysert ved bruk av spesifikke analysesett eller HPLC (High-performance væskekromatografi) metode.

Spesifikt mål 3:

Forberedelse av urin- og plasmaprøver samlet på den 30., 65. dagen (21 dager senere etter tranebærjuice/placebo-inntak) vil følge etablerte protokoller. UHPLC (Ultra high-performance væskekromatografi) -Q-Orbitrap-HRMS (High-resolution massespektrometri) analyser, multivariat databehandling og statistisk analyse vil være det samme som eksperimentprosessen diskutert i Spesifikt mål 2.