Identifikasjon av nye biomarkører for miljøenteropati hos barn ved å bruke en evidensbasert tilnærming (EE)

Tittel på protokoll:

Identifikasjon av nye biomarkører for miljøenteropati hos barn ved bruk av en evidensbasert tilnærming

Bakgrunn

Underernæring hos barn er et stort problem i land i den tredje verden. En av hovedmekanismene bak underernæring i barndommen er at inntak av mat av lav kvalitet og hyppige gastrointestinale (GI) infeksjoner skader tarmslimhinnen til barn. Tarmen er dermed ikke i stand til å absorbere de tilgjengelige næringsstoffene og klarer heller ikke å fungere som en effektiv barriere mot translokasjon av GI-flora til den systemiske sirkulasjonen. De begrensede energiressursene som er tilgjengelige for barnet, omdirigeres for å overvinne disse inflammatoriske utfordringene på bekostning av normal vekst. Denne lidelsen i tarmen (enteropati) kalles Environmental Enteropathy (EE). Siden EE antas å være en forløper for kronisk underernæring, vil det å oppdage EE tidlig med bruk av biomarkører i blod, urin eller avføring tillate oss å forutsi kronisk underernæring hos barn tidlig. Formålet med denne forskningen er å identifisere biomarkører for EE.

Mål

1. For å teste nye kandidatbiomarkører for EE i en gruppe barn 6-15 måneder i et landlig distrikt i Pakistan.
2. Å studere de histopatologiske egenskapene til tynntarmslimhinnen hos moderat til alvorlig underernærte barn i studiekohorten A, og korrelere funn med biomarkørene studert i mål 1.
3. For å studere de histopatologiske egenskapene til tynntarmslimhinnen hos barn (godt ernærte eller underernærte) som gjennomgår UGI-endoskopi for enhver klinisk indikasjon, f.eks. gjenfinning av fremmedlegeme, evaluering av UGI-blødning etc., (kohort B) og korreler funnene med blod-, urin- og avføringsbiomarkørene studert i mål 1.
4. Å identifisere nye kandidatbiomarkører for EE gjennom å studere mRNA-ekspresjon i tynntarmsslimhinnen til barn med og uten EE for et bredt spekter av proteiner involvert i betennelse, hormonell dysfunksjon, immunsystem og tight junction struktur og funksjon.

Metoder

I en gruppe barn som allerede er fulgt for vekst og infeksjoner siden fødselen for RESPAK-studien i Matiari, Sindh (Kohort A), vil etterforskerne samle inn blod, urin og avføring ved 6 og 9 måneders alder og teste for biomarkører inkludert GLP-2 , Claudin 3, CRP, Reg 1, serumcytokinprofil, plasmaaminosyreprofil, Neopterin og Myeloperoxidase. Disse biomarkørene vil være korrelert med kliniske surrogater av EE, inkludert Height for Age Z-score (HAZ) og Weight for Age Z-score (WAZ) for barn ved 6, 9, 12 og 15 måneders alder, og endringen i HAZ og WAZ skårer mellom 6, 9, 12 og 15 måneders alder Etterforskere vil identifisere 20-30 barn i kohort A som er moderat eller alvorlig underernærte og har hatt hyppig eller langvarig diaré i alderen 10-11 måneder, hvis diagnose forblir ukjent til tross for en omfattende ikke-invasiv opparbeiding og som ikke klarer å svare på første linje med ernæringsintervensjoner. Disse barna vil gjennomgå øvre GI-endoskopi ved Aga Khan University, i tråd med American Society for Gastroenterologlists (ASGE) retningslinjer for evaluering av barn som er FTT og har assosiert med hyppig eller langvarig diaré(1). Duodenalbiopsiene oppnådd gjennom endoskopiene vil bli brukt til H&E-farging (standardbehandling for å diagnostisere cøliaki, andre inflammatoriske og autoimmune årsaker til enteropati) samt EE-forskning, inkludert studier av betennelse, hormondysfunksjon og tight junction feil ved AKU, University of Chicago og University of Virginia.

I en egen kohort av barn (kohort B) 6-24 måneder gamle som presenterer for våre samarbeidende pediatriske gastroenterologer ved Aga Khan University eller ved Children's Hospital Lahore for UGI-endoskopi for enhver passende indikasjon, ytterligere duodenale biopsier og blod/urin/avføringsprøver vil bli samlet inn etter informert samtykke. Arbeidet med disse barna vil være som beskrevet ovenfor.

RNA vil bli ekstrahert fra hele biopsiprøven som er oppnådd, og mRNA-målene som er differensielt uttrykt hos barn med og uten EE vil bli identifisert, slik at nedstrømsproteinene deres kan identifiseres og testes som kandidatbiomarkører for EE i fremtiden.

Bivirkninger

Innhenting av blod, urin og avføring fra barnet ved 6 og 9 måneders alder vil forårsake ubehag for barnet, selv om det er usannsynlig med alvorlige bivirkninger som følge av disse prosedyrene. For personer som ikke responderer på ernæringsrehabilitering, og hvor den første linjen med diagnostisk oppfølging er uavslørende, vil avansert opparbeiding bli tilbudt i henhold til ASGE-retningslinjene, som inkluderer UGI-endoskopi i utvalgte tilfeller. Selv om risikoen for endoskopi er sjelden, inkluderer generell anestesi-relaterte komplikasjoner, perforering, blødning og infeksjon.

Etiske problemstillinger

I tillegg til spørsmålet om invasjon av personvern og innsamling av blod, urin og avføring, er den største etiske utfordringen i kohort A gjennomføringen av UGI-endoskopier hos noen barn der årsaken til underernæring er uklar til tross for første linje med undersøkelser og intervensjoner. Etterforskere tror at disse endoskopiene er i disse barnas interesse, siden ASGE anbefaler dem som en del av arbeidet med barn som ikke trives og har gastrointestinale symptomer som kronisk eller tilbakevendende diaré. Endoskopiene kan bidra til å identifisere behandlingsbare inflammatoriske, smittsomme eller autoimmune årsaker til at disse barna ikke trives.

Etterforskere samler inn flere biopsier for forskning under endoskopiene. Risikoen forbundet med endoskopi er først og fremst med anestesi og prosedyre. Å ta ytterligere biopsier er relativt trygt siden GI-slimhinnen er et av de raskeste helbredende organene i kroppen, og det er i hovedsak ingen gjenværende tegn på biopsien igjen etter 24 timer etter prosedyren. Endoskopier ved AKU og barnesykehuset vil bli utført av ekspert pediatriske gastroenterologer. Likevel er etterforskerne godt rustet til å håndtere enhver komplikasjon som måtte oppstå.

I kohort B tar etterforskerne ytterligere biopsier fra barn som allerede gjennomgår UGI-endoskopier for en passende indikasjon som ikke er relatert til denne studien. Den eneste ekstra risikoen for forsøkspersonene i kohort B er å ta ytterligere biopsier, som bør være minimal som forklart ovenfor.