Effekt av propionsyretilskudd på endotelfunksjon

Koronararteriesykdom (CAD) er fortsatt en ledende årsak til sykelighet og dødelighet over hele verden til tross for forbedret reduksjon av tradisjonelle risikofaktorer. Store assosiasjonsstudier har koblet endringer i tarmmikrobiomet med betennelse, CAD og tradisjonelle CAD-risikofaktorer. Påfølgende studier har vist samtidige forbedringer i tarmdysbiose, betennelse og kardiometabolske sykdommer ved bruk av probiotika og andre tarmmodulerende terapier. Til dags dato har mange studier vist et korrelativt forhold mellom intestinal bakteriesammensetning og tilstedeværelsen av CAD, eller alvorlighetsgraden av hjerteinfarkt, men få har begynt å belyse potensielle metabolske og immunologiske mekanismer.

Etterforskerens nylig supplerte Lactobacillus plantarum 299v hos menn med stabil CAD, som forbedret systemisk inflammasjon og brachial arterie flow-mediert dilatasjon (BA-FMD) - et mål på endotelfunksjon og en prediktiv CAD-forløper. Forbedring i BA-FMD korrelerte positivt med økte konsentrasjoner av serumpropionsyre (PA). PA er en tarmmikrobiom-avledet kortkjedet fettsyre (SCFA) med kjente humane vaskulære reseptorer og involvert i endotelfunksjon, medfødt immunitet og glukosehomeostase.

Hvorvidt PA medierer forbedring i endoteldysfunksjon eller betennelse i etterforskerens tidligere eksperiment er fortsatt ukjent. Etterforskerens mål er å finne ut om endotelcellefunksjonen forbedres ved kosttilskudd av natriumpropionat hos pasienter med etablert koronararteriesykdom. Videre ønsker etterforskerne å belyse i hvilken grad betennelse reduseres ved denne terapien, både ved å måle serum inflammatoriske markører og ved å se om plasma fra behandlede pasienter induserer anti-inflammatoriske transkriptomiske responser fra dyrkede endotelceller og perifere blodmononukleære celler, som begge er involvert i aterosklerose.

Spesifikt mål 1 vil bestemme effekten av kosttilskudd av PA-tilskudd på endotelfunksjon og tradisjonelle CAD-risikofaktorer hos pasienter med CAD. Etterforskerne vil bruke ultralyd for å vurdere prosentvis endring i BA-FMD før og etter kosttilskudd av PA. Graden av endotelavhengighet av disse responsene vil bli testet ved å måle BA-FMD etter nitroglyserinadministrasjon. Etterforskerne vil også måle markører som er representative for tradisjonelle CAD-risikofaktorer, som lipidnivåer og HgbA1C.

Spesifikt mål 2 vil bestemme anti-inflammatoriske endringer in vivo og i transkriptomiske signaturer av dyrkede EC og PBMC indusert av diett PA. Etterforskerne vil måle endringer i systemiske serum inflammatoriske markører involvert i aterosklerotiske prosesser ved å bruke en målrettet metabolomikk-tilnærming, ved å bruke plasma fra etterforskerens kohort før og etter PA-tilskudd. Plasmaprøver vil bli brukt til å inkubere de nevnte celler for å sammenligne transkriptomiske signaturer av celler utsatt for pre-supplement plasma versus post-supplement plasma. Etterforskerne vil bruke Ingenuity Pathway Analysis for å bestemme endringer i inflammatoriske veier og i.i.com for å finne ut om flere anti-inflammatoriske signaturer ble indusert.

Spesifikt mål 3 vil bestemme virkningen av PA-supplement på tarmmikrobiom-taksonomi og mangfold. Som en valgfri ekstra klinisk studieaktivitet, vil etterforskerne samle avføringsprøver før og etter kosttilskudd av PA, utsette prøver for multipleks 16S RNA-sekvensering og beregne Shannon Diversity Index. Dette vil hjelpe oss med å bestemme endringer i individuelle tarmmikrobiombestanddeler og mangfoldet i hele befolkningen.