Luxemburgsk fiberkohort (Lux-FiCo)

Industrialiserte nasjoner har en tendens til å konsumere mindre kostfiber, og i mange nasjoner med et vestlig kosthold er gjennomsnittlig forbruk halvparten av det anbefalte daglige inntaket på 25-38 g/dag. Kostfiber er en viktig komponent i et sunt kosthold fordi det øker fekal bulking og avføring, senker kolesterolet og regulerer nivået av blodsukker. Forbindelsen mellom lavt fiberinntak og sykdom kan hvile på tarmmikrobiotaen, trillionene av commensale mikroorganismer som bor i mage-tarmkanalen. Bakterier som finnes i tarmen er ansvarlige for en rekke funksjoner som støtter menneskers helse, inkludert konvertering av verts-ufordøyelige fibre til kortkjedede fettsyrer (SCFA), som gir energi til tykktarmsceller, støtter slimproduksjon og modulerer immunsystemet.

Etterforskerne har nylig undersøkt effekten av en fiberfri diett i en gnotobiotisk musemodell med et syntetisk mikrobielt samfunn på 14 medlemmer som viser at slimnedbrytende bakterier utkonkurrerer fibernedbrytende bakterier, og forårsaker nedbrytning av slimlaget i tykktarmen. Et medlem av dette syntetiske fellesskapet, Akkermansia muciniphila, er en kommensal bakterie som finnes i 1-4 % relativ overflod i menneskets tarm og lever spesifikt av vertsutskilte muciner. Imidlertid er denne bakterien betydelig beriket i tarmen til pasienter med multippel sklerose og tykktarmskreft, noe som tyder på at dens mukolytiske evner kan spille en rolle i disse sykdommene. Et mikrobielt skifte mot berikelse av mukolytiske bakterier kan være en viktig forløper til tarm-koblede sykdommer. Mens observasjonsstudier har identifisert en lavere risiko for irritabel tarmsykdom (IBD) hos personer som spiser dietter med mye fiber, frukt og grønnsaker, har ingen studie eksplisitt undersøkt effekten av fiber på funksjonskapasiteten til det menneskelige tarmmikrobiomet i sammenheng. av effekter på det slimnedbrytende mikrobiomet. Basert på vårt publiserte arbeid med mus, for det nåværende prosjektet, antar etterforskerne at mangel på kostfiber hos mennesker fremmer økt aktivitet av slimnedbrytende bakterier, og reduserer dermed slimhinnen i tarmen. Etterforskerne ber om pumpestarting for å starte dette pilotprosjektet, da det vil generere grunnleggende datasett for å informere en rekke oppfølgingsstudier.

Dermed søker det nåværende prosjektet å oversette funn fra musemodeller til mennesker, ved å bruke en crossover-studie blant friske voksne. Deltakerne vil bli tilfeldig tildelt en første diettintervensjon som er lav eller høy i fiber, og deretter, etter en utvaskingsperiode ment å reversere eventuelle endringer i sammensetningen, byttes til den andre dietttypen. Diettene vil bli vurdert av en ernæringsfysiolog for å sikre at de er forskjellige i fiberinnhold, men er sammenlignbare når det gjelder kaloriinnhold og makronæringsstoff. Den målrettede mengden kostfiberinntak fra de fiberrike testmåltidene vil være rundt 30 g/d mer enn lavfiberdietten. I tillegg til kostholdsjournaler vil etterforskerne administrere spørreskjemaer, innhente grunnleggende kliniske mål (blodtrykk, vekt, høyde, midje-/låromkrets), samle blodprøver for immunologiske analyser og samle avføringsprøver før og ved slutten av hver diettintervensjon for sekvensering og funksjonell profilering av bakteriesamfunn.

Etterforskerne vil rekruttere friske frivillige til å delta i en 2x2 crossover-designkontrollert diettstudie. Etter statistisk konsultasjon konkluderer etterforskerne at etterforskerne krever en prøvestørrelse på n=15 i hver sekvensgruppe (en total prøvestørrelse på N=30) for å ha 87,5 % kraft til å oppdage en -0,5 forskjell i middel for alfa-diversitet (Shannon indeks) under de to diettbetingelsene. Frivillige som oppfyller alle inklusjons- og eksklusjonskriterier vil bli tilfeldig tildelt en kostholdsintervensjon med høyt eller lavt fiberinnhold og vil deretter, etter en ukes lang utvaskingsperiode, motta den andre dietttypen. Måltider med høyt og lavt fiberinnhold som inneholder en rekke fibertyper vil bli servert til deltakerne på et angitt avleveringssted (hjemme eller på arbeidsplassen) i en uke for å redusere variasjonen i fiberinntak, øke overholdelse av kostholdet og maksimere kunnskap om næringsinnholdet i deltakernes kosthold. Ernæringsmessig balanserte kostholdsintervensjoner er designet av en kvalifisert kostholdsekspert ved SERVIOR i samarbeid med LIH-studieteamet og levert av Paul Eischen Traiteur, en partnercateringtjeneste. Deltakere på begge diettintervensjonene vil få multivitamintilskudd for ytterligere å sikre at de får viktige vitaminer og mineraler.

Ved baseline-besøket vil teamet vårt samarbeide med sykepleiere fra Clinical and Epidemiological Investigation Center (CIEC, ledet av Dr. Manon Gantenbein) for å samle inn demografiske data, antropometri, tidlig livshistorie, familiemedisinsk historie, detaljerte kostholdsmønstre og biologiske prøver (blod, urin og avføring). Deltakerne vil bruke en deltakerdagbok for å logge dietten sin gjennom hele studien i form av daglige 24-timers tilbakekalling av mat, bortsett fra mat eller drikke som tilbys under kosttilskudd. Etter hver intervensjonsperiode vil en ukes utvaskingsperiode bli brukt for å reversere eventuelle endringer som har skjedd på grunn av dietten.

Midtveis i hver intervensjon og utvaskingsperiode vil etterforskerne administrere en kort undersøkelse som inneholder spørsmål som er relevante for vårt forskningsmål. Ved hvert av disse besøkene vil CIEC-sykepleiere samle inn biologiske prøver og antropometriske mål. Deltakerne vil også bli bedt om å levere en avføringsprøve for de neste to dagene. Alle deltakerdata vil bli pseudonymisert når de eksporteres fra Research Electronic Data Capture-applikasjonen (REDCap) for analyse og vil bli håndtert i samsvar med General Data Protection Regulation (GDPR). Studien har fått etisk godkjenning av det luxembourgske helsedepartementet (Ref# 835x38895) og av Comité National d'Ethique de Recherche (CNER; Ref# 201911/03).