Kolintilskudd på fostervekst ved svangerskapsdiabetes mellitus

STUDIEMÅL Spesifikt mål 1: Bestem effekten av MCS under graviditet på fødselsvekt i GDM.

Spesifikt mål 2: Bestem påvirkningen av MCS på makronæringsstofftransport og epigenetiske modifikasjoner i placenta og navlestrengsblod.

HYPOTESE

Mål 1: Forskerne antar at kolingruppen vil ha lavere fødselsvekt og færre LGA-nyfødte enn ikke-kolingruppen.

Mål 2: Etterforskerne antar at kolingruppen vil redusere placentatransport og øke DNA-metylering av metabolske gener.

STUDERE DESIGN

Emner: En praktisk prøvetakingsmetodikk vil bli tatt i bruk. Etterforskerne vil rekruttere gravide kvinner diagnostisert med GDM i løpet av svangerskapets andre trimester på rullerende basis. Blokkrandomisering vil bli utført basert på behandlingsmetoder (dvs. insulinbehandling, orale hypoglykemiske midler eller kun diett) for å tilfeldig tildele deltakere til intervensjons- og kontrollgruppene. Rekruttering vil bli utført ved hjelp av følgende metoder: (i) studieblader vil bli lagt ut på prenatalklinikken; (ii) etterforskerne vil identifisere gravide kvinner som er potensielt kvalifiserte ved å gå gjennom medisinske journaler.

Kvalifikasjonskriterier: Inklusjonskriteriene inkluderer GDM gravide kvinner før svangerskapsuke 28. GDM diagnostiseres med 2-trinns prosessen: blodsukker høyere enn grenseverdien på 140 mg/dL etter 50 g ikke-fastende 1-times og 100 g 3-timers orale glukoseutfordringer. Gravide kvinner er kvalifisert til å delta hvis de er engelsk- eller spansktalende, over 18 år, har enslig graviditet, har til hensikt å føde sine babyer på institusjonen og er uten noen av betingelsene som er oppført i eksklusjonskriteriene. Eksklusjonskriterier inkluderer forhåndseksisterende hyperglykemi, diabetes, kardiovaskulære tilstander og leversykdom før graviditet. Pasienter kan velge å delta i studien og ikke donere en biopsi av morkaken eller navlestrengen. Pasienter som ønsker stamcelledonasjon eller oppbevaring vil ikke kunne donere en biopsi av morkaken eller navlestrengen. Disse pasientene vil ikke bli ekskludert fra primæranalysen.

Design og datainnsamlingsprosedyrer:

All interaksjon med deltakerne vil skje på det leverede sykehuset, mens prøveanalyser vil finne sted ved høgskolen der medetterforskerens laboratorium er lokalisert. Koordinatoren for studien, ansatt av medetterforskerne (Brooklyn College), vil ikke få tilgang til eller lagre data eksternt, og all datainnsamling og analyse vil skje på sykehusets campus.

Utforskerne vil innhente skriftlig informert samtykke fra de gravide før studiestart. Randomisering vil gjøres av apotek etter at pasienten har underskrevet samtykke. Det vil være blokkrandomisering av 6 pasienter. Etter randomisering vil etterforskerne gi deltakeren i intervensjonsgruppen kolintilskuddspiller som inneholder 500 mg kolinbitartrat (235 mg kolin, Douglas Lab). Deltakeren vil konsumere 2 piller per dag for å få 470 mg kolin i 8 uker. Anbefalt inntak av kolin i form av tilstrekkelig inntak (AI) er 450 mg/d for gravide kvinner og tolerabelt øvre inntaksnivå (UL) er 3500 mg/d. Siden mindre enn 10 % av gravide kvinner når AI for kolininntaket og den øvre kvartilen av kolininntaket er under 900 mg/d. Doseringen som etterforskerne gir pluss det vanlige inntaket av kolin hos disse gravide kvinnene vil falle mellom AI og UL, dvs. tilstrekkelig, men ikke over grensen. Deltakerne i kontrollgruppen vil få placebo. Begge gruppene vil også motta standard prenatale multivitaminer. Undersøkerne vil gi deltakerne 5 ukers tilførsel av kosttilskudd, og etterforskerne vil verifisere deres samsvar i løpet av tiden med daglige avmerkingslogger over kosttilskuddsforbruk og antall resterende p-piller under deres neste besøk.

Deltakerne vil komme inn på totalt 3 besøk ved rutinemessig klinisk behandling. Det første besøket vil være mellom 24 og 28 uker med svangerskap når etterforskerne registrerer deltakerne, det andre besøket vil være mellom 28 og 32 uker med svangerskap, og det tredje besøket vil være mellom 32 og 36 uker. Etterforskerne vil samle inn et grunnleggende spørreskjema ved det første besøket (ca. 20 minutter), gjennomføre 3-dagers dietttilbakekallinger etter det første besøket (ca. 20 minutter, hver), og sjekke gjeldende vekt og samle inn 20 ml blodprøver ved alle besøk. Ved levering vil etterforskerne samle placentaprøver og navlestrengsblod fra deltakerne.

Baseline spørreskjema: Spørreskjemaet inkluderer demografisk og medisinsk informasjon som alder, forfallsdato, etnisitet, paritet, sivilstatus, utdanningsnivå, yrke, husholdningsinntekt, medisinsk forsikring, rusmiddelbruk, medisinbruk, kosttilskudd, familiehistorie med kroniske sykdommer, og selvrapportert vekt før graviditet.

Kostholdsvurdering: Tre 24-timers dietttilbakekallinger, 2 på hverdager og 1 på en helgedag, vil bli innhentet fra hver deltaker av en utdannet forskningsassistent (RA) via telefonsamtaler etter de første besøkene for å kvantifisere kolininntaket i kosten. Multi-pass-metoden til Harnack og kolleger vil bli brukt. RA vil registrere matidentifikasjon, mengde, ingrediensspesifikasjon, tilberedningsmetode og legge inn data i Nutrition Data System for Research (NDSR)-programvaren for å analysere kolininntaket. RA vil også spørre deltakerne om deres fysiske aktivitet (PA) i løpet av de siste 24 timene ved å bruke PA-gjenkallingsinstrumentet.

Antropometriske målinger og blodinnsamling: Undersøkerne vil måle deltakernes vekt og høyde ved hjelp av en medisinsk vekt med mekaniske høydestaver under besøkene. For å minimere matrelaterte konsentrasjonsforskjeller i plasmabiomarkører, vil deltakerne bli bedt om å ikke innta mat i minst 4 timer før blodprøvetaking om morgenen. Dette er en standardanbefaling for prenatale besøk og anses som trygt. Omtrent 20 ml fastende veneblod vil bli trukket fra hver deltaker under besøkene av en etterforsker. Blodprøver vil bli samlet inn i ett EDTA blodprøvetakingsrør og ett serumseparatorrør og sentrifugert for å oppnå plasma, buffy coat og serum. Prøver vil bli behandlet og lagret ved -80oC på laboratoriet til de skal brukes til analytiske målinger.

Blodsukkerbehandling: Etterforskerne vil få informasjon om fastende glukose, hemoglobin A1C, medisiner og insulinbehandling fra medisinske diagrammer av deltakerne.

Fødselsinformasjon og prøvetaking ved levering: Deltakerne vil varsle utrederne når de er innlagt på fødesenteret på telefon. Etterforskerne vil også sende dem påminnelser når forfallsdatoene nærmer seg. I tillegg vil fødselssenterets medisinske personale få en liste over deltakernavn, og dermed vil de også kontakte etterforskerne dersom en deltaker sjekker inn når ingen av studiepersonellet er på stedet. Når babyen er født, vil etterforskerne samle to rør med navlestrengsblod for å hente serum, plasma og buffy coat. Undersøkerne vil måle størrelsen og vekten av morkaken og behandle morkaken ved å bruke følgende metode: placentabiopsier i full tykkelse vil bli tatt med en 6 mm Keyes-punch og stabilisert i RNAlater® (for RNA), eller frosset i flytende nitrogen (for andre formål). Prøver vil bli transportert til medforskerens laboratorium for langtidslagring ved -80C før bruk.

Diettinntaksvurdering: Som nevnt ovenfor, vil diettinntaksdata samlet inn fra 3-dagers dietttilbakekallinger bli analysert av NDSR-programvaren. Daglig inntak av totalt kolin vil bli beregnet ved å multiplisere forbruksfrekvensen med summen av kolinderivater inkludert fritt kolin, fosfatidylkolin (PC), glycerofosfokolin (GPC), fosfokolin og sfingomyelin for hver matvare. Daglig inntak av betain (oksidasjonsproduktet av kolin) vil bli beregnet ved å multiplisere forbruksfrekvens og betaininnhold i hver matvare. Gjennomsnittlig daglig inntak vil bli beregnet som det gjennomsnittlige daglige forbruket av totalt kolin og betain over de 3 dagene med tilbakekalling av kosthold.

Målinger av kolinmetabolitter: Fritt kolin, betain og andre kolinderivater [f.eks. PC, GPC, lysofosfatidylkolin, dimetylglysin, trimetylaminoksid (TMAO)] vil bli målt i mors plasma ved bruk av væskekromatografi (LC)-massespektrometri (MS) /MS som ble utført i tidligere studier. For å sikre nøyaktigheten og reproduserbarheten av data, vil stabile isotopmerkede standarder bli brukt i ekstraksjonen, alle prøver vil bli kvantifisert basert på en 6-punkts standardkurve, og hver prøve kjøres i duplikat. Prøver med en variasjonskoeffisient (CV) % høyere enn 5 % innen kjøring eller 10 % mellom kjøring vil kjøres på nytt.

Spesifikt mål 2: Bestem påvirkningen av MCS på makronæringsstofftransport og epigenetiske modifikasjoner i placenta og navlestrengsblod. For å oppnå dette målet vil etterforskerne bestemme uttrykk for fett- og glukosetransportører, samt de oppstrøms regulerende banene AKT/mTOR i placentabiopsier fra deltakerne. Etterforskerne vil måle stedsspesifikk DNA-metylering av sentrale vekst- og metabolismerelaterte gener i placenta og navlestrengsblod.

Analyser av makronæringstransportmarkører i placentabiopsier: For å analysere hvordan kolinmetabolisme kan være relatert til placentafett og glukosetransport, vil etterforskerne bruke sanntids PCR for å kvantifisere mRNA-overflod av fett- og glukosemetabolske gener og transportører, som glukosetransportører GLUT1 og GLUT3, fettsyremetabolismerelaterte gener lipoproteinlipase (LPL), fettsyretranslokase (CD36), FATP-er og aminosyretransportører SNAT2 og SNAT4. Overflod av respektive proteiner, samt fosforylering av AKT, og mTOR-mål 4EBP1 og S6K (indikerende på aktivering av banen) vil også bli målt ved western blotting som rutinemessig utføres i co-etterforskerens laboratorium, som inkluderer SDS-PAGE, membranoverføring, inkubasjon med antistoffer og visualisering med et kjemiluminescensbildesystem. All primereffektivitet og antistoffkvalitet vil bli testet før bruk. Både sanntids PCR og western blot vil bli kjørt i tre eksemplarer.

Epigenetisk regulering av vekst og metabolisme: etterforskerne vil undersøke stedsspesifikk DNA-metylering av gener som er publisert av tidligere studier som følsomme for prenatal eksponering og medierer langsiktig vekst og metabolsk programmering av avkommet ved bruk av bisulfitt-sekvensering som tidligere ble utført. . Kort fortalt vil genomisk DNA bli behandlet med bisulfittreagens, hvoretter målgenomiske regionen vil bli amplifisert ved PCR. Et MassArray EpiTyper-system vil bli brukt til å kvantifisere metylerte sekvenser. Gener av interesse inkluderer LEP, SREBP1C og PPARG som medierer fettmetabolisme, IGF2 som fremmer vekst, kortikotropinfrigjørende hormon (CRH) som fremmer kortisolsekresjon, og glukokortikoidreseptor (GR) som mottar kortisolsignaler.