Probiotisk effekt på diettnitrat til plasmanitrittproduksjon (OPEDNPN) (OPEDNPN)

Bakgrunn

Nitrogenoksid (NO) spiller kritiske roller i en myriade av cellulære og molekylære mekanismer som regulerer fysiologien og funksjonen til ulike organer og systemer.1,2 Lav NO-biotilgjengelighet bidrar til patologi ved flere sykdommer, inkludert hemolytisk anemi,3 malaria,4,5 transfusjon av eldre lagret blod,6,7 kronisk hjertesvikt,8 aterosklerose,9 og diabetes.10 Nyere rapporter tyder på at det orale mikrobiomet er knyttet til regulering av NO-homeostase gjennom virkningen av visse bakterier som har en evne til å redusere nitrat til nitritt.11-15 Nitritt reduseres deretter ytterligere til NO gjennom en rekke mekanismer i forskjellige vev.16,17 Plasmanitrat tas opp tilbake i munnhulen av spyttkjertler slik at nitrat-nitritt-NO-syklusen gir vedvarende økning i NO-biotilgjengeligheten. Mange kliniske studier har brukt diettnitrat som en kilde til NO gjennom nitrittkonvertering.18-24 Imidlertid er det betydelig variasjon i de kliniske resultatene på grunn av nitratinntaket i kosten, og dette gjenspeiles i variasjonen i mengden nitrat omdannet til plasmanitritt.13,24-29 30 Variabiliteten og dermed en stor generell begrensning i effektiviteten av kostholdsnitratbaserte behandlinger har blitt tilskrevet kapasiteten til det orale mikrobiomet til å redusere nitrat til nitritt.24-27 Foreløpig arbeid har begynt for å identifisere bakteriestammer som er effektive nitrat til nitritt-omdannere, så vel som de som faktisk hemmer nitrat til nitritt-omdannelse.31,32 Effektiviteten til nitrat-nitritt-NO-syklusen og rollen til orale bakterier kan bidra til normal helse.11 Forståelse av variasjonen i omdannelse av nitrat til nitritt og aspekter ved det orale mikrobiomet kan således føre til forbedringer i normal kardiovaskulær helse. I tillegg, for å maksimere fordelene fra kosttilskudd av nitratintervensjoner, må vi forstå faktorer i det orale mikrobiomet som påvirker nitrat til nitritt konvertering. Vi har nylig oppdaget at flere arter av Lactobacillus produserer en metabolitt som gjør omdannelsen av nitrat til nitritt av andre orale bakterier in vitro. Flere av disse Lactobacillus-artene er hovedkomponenten i et kommersielt tilgjengelig oralt probiotika, https://www.amazon.com/Dental-Probiotics-Breath-Gingivitis-Throat/dp/B096SZSFFS

Hensikt

Hensikten med denne studien er å avgjøre om Lactobacillus vil gjøre omdannelse av nitrat i kosten til plasmanitritt.

Vi antar at tilstedeværelsen av oral Lactobacillus vil sløve omdannelsen av diettnitrat til plasmanitritt og vil teste dette ved å sammenligne konverteringen før og etter bruk av dette probiotikumet.

Hovedhypotesen hviler på hjelpehypotesen om at bruk av oralt probiotikum vil resultere i økt forekomst av Lactobacillus i munnhulen og vil teste dette gjennom genomisk sekvensering.

Metoder OPEDNPN Alle kvalifiserte frivillige vil få samtykke etter å ha lært om studien og godtatt å delta. Frivillige vil bli tilfeldig tildelt en av to grupper: (1) probiotisk og (2) placebo. Totalt 20 frivillige (10 per gruppe) vil delta i studien. Den eneste forskjellen for deltakerne for hver gruppe vil være om de får placebo eller probiotika.

Alle frivillige vil delta i to besøk: (1) Besøk 1, baseline og (2) Besøk 2, oppfølging. Ved hvert besøk vil frivillige rapportere til Olin Physical Lab rom 208 etter å ha fastet i 3 timer før. De kan drikke vann en time før besøket. Deltakerne vil bli instruert om å ikke bruke antibakteriell munnvann dagen for besøket. Deltakeren vil bli bedt om å gi 4 mL spytt, og et studieteammedlem vil samle en bakterieprøve fra den bakre ryggoverflaten av tungen (som beskrevet nedenfor). Disse prøvene vil fryses ved -80 grader for genetisk analyse og identifikasjon av bakteriestammer.

Etter at spytt- og tungeprøver er tatt, vil det bli tatt blod (som beskrevet nedenfor) for plasmanitritt- og nitratbestemmelse. Denne blodprøven vil være "pre-" prøven samlet ved baseline og oppfølging. Frivillige vil deretter drikke en 70 ml Beet it Sport Nitrat 400 shot (https://www.beet-it.us/pages/beet-it-sports). En "post-" blodprøve vil bli tatt 2,5 timer etter inntak av rødbetejuice.

Ved besøk 1, etter den andre blodprøven, vil frivillige motta 7 dager med enten probiotika eller placebo. Frivillige vil konsumere probiotika (eller placebo) som angitt av produsenten av probiotika en gang om dagen. På dag 8 kommer de frivillige tilbake på besøk 2.

Dataene vil inkludere (1) baseline- og oppfølgingsanalyse av orale bakteriestammer og (2) plasmanitritt- og nitratnivåer før og etter konsum av betejuice. Vi antar at forekomsten av Lactobacillus vil være høyere ved oppfølging sammenlignet med baseline for frivillige som tar probiotika, men at det ikke vil være noen endring i placebogruppen. Vi antar også at endringen i plasmanitritt (post minus pre) vil være lavere ved oppfølging enn ved baseline for frivillige som tar probiotika, men at det ikke vil være noen endring i placebogruppen.

• Studiemateriell (alt kommersielt tilgjengelig):

  1. Placebo: Mentos Chewable Mint tabletter
  2. Herbiotika Oral + Ent Probiotika
  3. Beet it Sport Nitrat 400 skudd
• Samling av spytt og tungeskraping. Frivillige vil rapportere til Olin Physical Lab rom 208 etter å ha fastet i 3 timer før. De kan drikke vann en time før besøket. Deltakerne vil bli instruert om å ikke bruke antibakteriell munnvann dagen for besøket. Deltakeren vil bli bedt om å gi 4 mL spytt ved å spytte inn i et mikrosentrifugerør. For tungeprøvene vil en HydraFlock 6" Sterile Large Flock Swab med polystyrenhåndtak (Puritan Medical) brukes til å samle opp skrap. Frivillige vil bli bedt om å åpne munnen så bredt som mulig og stikke ut tungen. Den bakre 1/3 av den dorsale overflaten av tungen vil bli tatt prøver ved å skrape lett til moderat fast den dorsale overflaten av tungen frem og tilbake. Skraping vil ta et minutt eller så. Tungeskrapet vil bli plassert i 0,85 ml bufret sterilt saltvann og 0,15 ml glyserol. Alle prøver vil bli frosset ved -80 °C og sendt til professor Hariom Yadav ved University of South Florida for genomisk analyse.
• Blodprøver og behandling Blod vil bli tatt av en sertifisert, utdannet phlebotomist. Blodprøver (maksimalt ~10 ml) vil bli samlet inn fra deltakerne etter samtykke. Blod vil bli samlet ved hvert besøk før og 2,5 timer etter inntak av betejuice. Blod vil bli tatt så nær 2,5 timers merket som mulig. Realistisk sett kan det skje mellom 2 til 3 timer etter at den endelige studiedrikken er inntatt. Blod vil bli tatt av laboratoriepersonell med sertifisert flebotomitrening via standard venepunkturmetoder eller Tasso HemolinkTM-enhet. HemoLinkTM er en FDA-godkjent blodprøvetakingsenhet som bruker små lansetter og forsiktig sug for å samle en veldig liten prøve (~ ¼ teskjeer) blod. Blod vil bli samlet i standard blodprøverør (f.eks. sitrat (blå topp), EDTA (lilla topp) og heparin (grønn topp)) og merket på riktig måte. Det foretrukne røret er et 4 ml heparinrør. Alle blodprøver tatt for forskningsformål vil bli identifisert av studiedeltakernummeret og dato/klokkeslett for innsamling, som også vil bli registrert på det standardiserte datainnsamlingsskjemaet. Ingen personlig identifiserende informasjon vil bli inkludert på prøvene som behandles for forskningsformål. Alle blodprøver vil umiddelbart bli sentrifugert i en sentrifuge ved 600-800g i fem minutter og supernatanten samles opp. Plasmaet vil fryses på tørris og deretter lagres ved -80°C for analyse av nitritt- og nitratinnhold.
• Probiotika- eller placeboforbruk Både probiotika og placebo vil bli konsumert to ganger om dagen i henhold til instruksjonene for probiotika. En kapsel tygges eller får smelte i munnen til den frivillige og deretter byttes innholdet rundt i munnen før det svelges.

Risikoer Omtrent 10 ml blod vil bli tappet fra pasienter som er villige til å delta. Dette gjøres på vanlig måte, ved å forberede venepunkturstedet med lokalbedøvelsen EMLA, og deretter trekke blod gjennom en liten måler (23 eller 21) sommerfuglnål. Å ta blod fra en vene kan være assosiert med ubehag eller blåmerker på stedet for nålestikk. I sjeldne tilfeller kan det forekomme besvimelse eller infeksjon på stedet for nålestikk. Alt blod vil bli tatt fra en person som er trent i flebotomi. Det vil ikke være noen måte å spore blodet tilbake til giveren.

Det er ingen kjente helserisikoer for å donere spytt eller tungeskrap fra individer som vil bli inkludert i studien. Det er en svært minimal risiko for å knytte enkeltpersoner til studien. Det vil ikke være noen måte å spore spytt eller tungeskrap tilbake til giveren.

Beskyttelse mot risiko Strategier for beskyttelse mot risiko. For å beskytte deltakernes personvern og konfidensialitet av forskningsdata, vil ingen personlig informasjon om individuelle deltakere bli knyttet til in vitro-studiene.

Planer for legehjelp. Ved skade (som er ekstremt usannsynlig) som følge av spyttdonasjon, vil personene bli bedt om å kontakte legen sin, og medisinsk behandling vil bli tilbudt og belastet tilgjengelig forskningsdekning som opprettholdes ved Wake Forest School of Medicine.

Ved skade som følge av blodtapping vil pasientene bli bedt om å kontakte legen sin, og medisinsk behandling vil bli tilbudt og belastet tilgjengelig forskningsdekning som opprettholdes ved Wake Forest School of Medicine. Blod tatt på Reynolda campus er ikke en klinisk setting, men blod vil bli tatt av trente phlebotomists med mange års erfaring som vedlikeholder treningen.

Eventuelle uventede problemer, alvorlige og uventede uønskede hendelser, avvik eller protokollendringer vil umiddelbart bli rapportert av hovedetterforskeren eller utpekt medlem av forskningsteamet til IRB og sponsor eller passende myndighetsorgan hvis det er aktuelt.

Tilfeldige funn. Ingen tilfeldige funn forventes å bli oppdaget i denne studien, da tiltak for bakteriell nitratreduksjon for øyeblikket ikke er av klinisk relevans, så et merkelig, individuelt resultat i det tiltaket ville ikke være verdt å kommunisere.

Prøvestørrelsesvurdering og statistisk analyse

Vi planlegger å registrere 10 deltakere som får probiotika og 10 deltakere som får placebo. Vi antar at ved bruk av en sammenkoblet t-test vil deltakere som tar probiotika ha betydelig (P < 0,05) lavere endring i plasmanitritt (post minus pre) ved oppfølging sammenlignet med baseline mens det ikke vil være noen signifikant effekt av placebo (paret t-test).

Vi beregnet at vi ville ha 80 % kraft til å måle en 75 % reduksjon i endringen i nitritt ved oppfølging sammenlignet med baseline for den probiotiske gruppen med 10 deltakere per gruppe (Kontinuerlig endepunkt To uavhengige prøver). Vi antok et standardavvik på 60 % i endringen i nitritt for oppfølging kontra baseline basert på tidligere data fra laboratoriet vårt.