- ICH GCP
- US Clinical Trials Registry
- Klinisk utprøving NCT07505212
Effektene av gallotanniner på tarmmikrobiota og hvordan det påvirker inflammatoriske markører hos overvektige individer.
Undersøkelse av tannin-probiotika-interaksjoners innvirkning på mikrobiell sammensetning og inflammatoriske utfall ved fedme
Målet med denne kliniske studien er å forstå hvordan gallotaninnrike (GT-rike) mangofrukter kan redusere inflammasjonsmarkører hos overvektige individer in vitro. Studien vil også forsøke å utforske hvordan gallotaninner metaboliseres i tarmmikrobiomet. De viktigste spørsmålene forskningen tar sikte på å besvare er:
- Hva er effekten av GT-ekstrakt fra mango og Lactiplantibacillus pentosus-tilskudd på inflammatoriske biomarkører hos overvektige individer?
- Viser kombinasjonen av GT-er og L. pentosus synergistiske effekter i modulering av spesifikke mikrobielle taxaer assosiert med overvekt og inflammasjon sammenlignet med hver intervensjon alene?
- Forklarer genetisk variasjon blant individer med overvekt evnen til å metabolisere gallotaninner? Forskere vil sammenligne effektene av GT-ekstrakt fra mangosaft, en kombinasjon av GT-rik ekstrakt og L. pentosus-probiotisk tilskudd på prøver (avføring) levert av overvektige individer, med prøver levert av en kontrollgruppe med normalvekt for å se om gallotaninner og gallotaninner + probiotisk tilskudd reduserer inflammasjon ved overvekt.
Deltakere vil
Bli gruppert i 4 behandlingsgrupper
- Kun mangosaft
- Mango + L. pentosus
- Kun L. pentosus
- Kontroll (individer med normalvekt)
- Besøke prøveinnsamlingsstedet én gang under studien (uke 1)
Studieoversikt
Status
Forhold
Detaljert beskrivelse
Introduksjon Bakgrunn Fedme er en alvorlig, vanlig og kostbar kronisk sykdom, og ifølge en rapport fra Center for Disease Control and Prevention lever mer enn 2 av 5 voksne i USA med fedme. Problemstillingen med fedme i USA er en økende trend, da rapporter har vist at forekomsten av fedme blant amerikanske voksne i alderen 20 år og eldre fra 2017 til 2020 var 41,9 %, en økning fra 30,5 % i 2000. Samtidig økte forekomsten av alvorlig fedme også fra 4,7 % til 9,2 %. Dette betyr at over 100 millioner voksne i USA lever med fedme, mens mer enn 22 millioner mennesker lever med alvorlig fedme.
Hovedårsaken til fedme er unormal og overdreven fettansamling i mange organer og vev, spesielt i det viscerale eller abdominale området, inkludert hvitt fettvev (WAT), som omtales som abdominal fedme. Denne typen fedme påvirker betydelig mange viktige ikke-smittsomme sykdommer, som diabetes mellitus, metabolisk dysfunksjons-assosiert fettleversykdom (MAFLD), kardiovaskulære sykdommer, hypertensjon og nyrelidelser. En av de viktigste patogenetiske mekanismene i fedme er foreslått å være nedsatt adipogenese, eller prosessen med adipocytter-differensiering.
Økt oksidativt stress og betennelse er ytterligere kjennetegn ved usunn WAT-remodellering. Histologiske kronlignende strukturer (CLSs) dannes når forstørrede adipocytter frigjør kemokiner som tiltrekker seg immunceller, hovedsakelig makrofager, for å omringe adipocyttene. Ved å utløse pro-inflammatoriske regulatorer som nukleærfaktor-kappa B (NF-κB), som i sin tur øker produksjonen av inflammatoriske gener og overvinner anti-inflammatoriske regulatorer som interleukin 10 (IL10), intensiverer denne mekanismen den hyperinflammatoriske tilstanden. Videre kan reaktive oksygenarter (ROS)-indusert oksidativt stress overvinne antioksidantregulering, spesielt den nukleære faktor erythroid 2-relaterte faktor 2 (NFE2L2/NRF2)-medierte ekspresjonen av antioksidantgener.
Metaboliske problemer, som insulinresistens, dyslipidemi og forstyrret adipogenese, skyldes både oksidativt stress og betennelse. Derfor kan metoder for å unngå adipocytt-hypertrofi, forbedre adipogenese for å skape normale adipocytter, reversere skadelig WAT-remodellering og begrense oksidativt stress og betennelse være effektive måter å bekjempe fedme og metabolsk syndrom på.
Bruk av kostholdsintervensjon for fedmeforebygging og -behandling har blitt brukt i mange år og er beskrevet av forskere som grunnleggende. Å konsumere måltider eller naturprodukter, inkludert frukt og grønnsaker, som har lav energitetthet og høyt innhold av bioaktive kjemikalier, er foreslått som en måte å håndtere fedme og tilknyttede problemer på. Spiselige ville frukter og grønnsaker fra forskjellige områder er kjent for å inneholde en rekke bioaktive stoffer, inkludert fenoler, som kan ha anti-inflammatoriske, antioksidative og metabolsk-regulerende effekter. Fruktuttrekk som inneholder flavonoider og polyfenoler, som quercetin, katekin og rutin, har vist positive effekter på markører for metabolsk dysfunksjon. I dyremodeller for fedme inkluderer de reduksjoner i adipocytter og makrofager, fettansamling, visceralt fettvev og markører for betennelse og oksidativt stress.
Den høye konsentrasjonen av fenoliske stoffer (som gallussyre, gallotannin, galloyl-glykosider og flavonoider) i mango (Mangifera indica L.) tyder på at de har sterk antioksidativ og anti-inflammatorisk potensial, noe som indikerer at polyfenoler fra mango kan bidra til forebygging av kroniske sykdommer knyttet til fedme. Mangokonsum reduserte fedme og forbedret lipidprofil, glukosetoleranse og inflammatorisk cytokinuttrykk hos rotter gitt en høytfettdiett i preklinisk forskning. Reduksjonen av mitotisk klonal vekst, et avgjørende stadium i starten av adipocytter-differensiering, er mest sannsynlig knyttet til hemmingen av adipogenese av mangouttrekk, ifølge en in vitro-modell som bruker 3T3-L1 preadipocytteceller.
Humane kliniske undersøkelser har også vist at mangotilskudd senker blodglukose hos overvektige personer, personer med type 2-diabetes og friske voksnes lipidprofiler og antioksidantkapasitet. Hos overvektige personer med hyperglykemi har naturlige fytokjemikalier fra mangofrukt og deres metabolitter, som mangiferin, vist seg å øke HDL-nivåer og senke triglyserid- og frie fettsyrenivåer. I følge disse resultatene har polyfenoler ekstrahert fra mango sterke anti-inflammatoriske og anti-lipogene egenskaper som kan bidra til å forebygge kroniske lidelser knyttet til fedme.
Problemformulering Globalt har fedme blitt en epidemi av kompliserte, multivariate metabolske problemer som fører til en økning i forekomsten av kroniske tilstander som type 2-diabetes, hjertesykdom og flere typer kreft. En endret tarmmikrobiell økologi, eller dysbiose, og en vedvarende lavgradig inflammatorisk tilstand er nøkkelkomponenter i patofysiologien til fedme. Reduserte populasjoner av gunstige bakterier som produserer kortkjedede fettsyrer (SCFAs), en økning i pro-inflammatoriske taxa og en reduksjon i mikrobiell diversitet er vanlige kjennetegn ved denne dysbiotiske tilstanden, som alle kan bidra til opprettholdelse av metabolsk dysfunksjon og systemisk betennelse. For å redusere betennelse og gjenopprette mikrobiell balanse hos overvektige personer, er det økende interesse for å utvikle kostholdsintervensjoner.
Polyfenoler er velkjent for sine anti-inflammatoriske, antioksidative og prebiotisk-lignende egenskaper, spesielt gallotanniner (GTs), som finnes i mango. Etter å ha blitt brutt ned av tarmmikroorganismer, kan GTs fremme veksten av gode bakterier og hemme veksten av dårlige, men de nøyaktige effektene kan avhenge av sammensetningen av hvert individs mikrobiota. På samme måte forbedrer Lactiplantibacillus pentosus tarmslimhinnens integritet og modulerer immunfunksjon, selv om effektene i isolasjon ofte er inkonsistente.
Lactiplantibacillus pentosus LPG1 (heretter omtalt som LPG1) er et ferment utledet fra bordolivenbiofilmer som har vist probiotiske egenskaper i in vitro- og in vivo (musemodell) undersøkelser. Denne stammen har anti-inflammatoriske og fytaseegenskaper, kan senke kolesterolnivåer, hemmer matbårne infeksjoner, fester seg til Caco-2-celler og har ingen hemolytisk aktivitet, blant andre egenskaper. Videre har kliniske undersøkelser vist dens sikkerhet hos mennesker. I denne forbindelse oppdaget en nylig studie at L. pentosus LPG1-genomet mangler antibiotikaresistens- og virulensgener mens det inneholder mange mulige gunstige bakterier, bakteriosin, eksopolysakkarider, folatproduksjonsklyngegener og fordøyelsesenzymer som er i stand til å bryte ned komplekse karbohydrater som galaktose, glykogen, stivelse, cellulose eller xylan.
Lactiplantibacillus-stammers probiotiske kapasitet har allerede blitt studert i humane kliniske studier. Kotani undersøkte evnen til L. pentosus b240, opprinnelig isolert fra fermenterte teblader, til å stimulere sekresjon av salivært immunoglobulin A hos eldre. Wang undersøkte påvirkningen av oral inntak av Lactiplantibacillus pentosus Lp-8 på sammensetningen av fekalmikrobiotaen. de Vos studerte effektene av oral inntak av flere L. pentosus-stammer på immunrespons, mens Rudzki undersøkte effekten av oral L. pentosus 299 på kognitive ferdigheter hos deprimerte pasienter. Nylig undersøkte Ahn effektene av en L. pentosus-stamme isolert fra kimchi, på barn med allergenfølsom atopisk dermatitt og viste forbedrede symptomer hos deltakerne.
Selv om det ikke er utforsket empirisk hos overvektige personer, er muligheten for synergistisk regulering av metabolitter fra mikroorganismer eller dempning av inflammatoriske indikatorer spesielt interessant. Ved å vurdere effektene av GT-ekstrakt, med eller uten L. pentosus-tilskudd, på tarmmikrobiotaen og betennelse hos overvektige voksne in vitro, har denne pilotstudien som mål å fylle dette gapet. Resultatene vil veilede fremtidige tilnærminger i personalisert ernæring og fedmebehandling ved å kaste lys på om polyfenol-probiotika-kombinasjoner kan gi flere helsefordeler enn enkeltagentbehandling.
Studiens betydning Kronisk lavgradig betennelse og forstyrret tarmmikrobiell økologi forstås nå som nøkkelfaktorer i utviklingen og progresjonen av fedme og relaterte metabolske sykdommer. Fremgangen i fedmeforebygging og behandlingsinnsatser avhenger av effektiv håndtering av disse sammenkoblede dysfunksjonene. En populær tropisk frukt, mango (Mangifera indica L.) er spesielt rik på gallotanniner (GTs), en underklasse av hydrolysérbare polyfenoler som har vist seg å ha anti-inflammatoriske, antioksidative, metabolsk-regulerende og prebiotisk-lignende egenskaper. Imidlertid er biotransformasjonen av GTs til absorberbare, helsefremmende metabolitter av tarmmikrober en viktig faktor i deres bioaktivitet. De potensielle fordelene med polyfenoler fra mango oppnås ikke konsekvent på tvers av populasjoner fordi mikrobiell sammensetning varierer mellom individer.
Tilskudd med den velkarakteriserte probiotikaen Lactiplantibacillus pentosus presenterer en levedyktig måte å adressere heterogeniteten i polyfenolmetabolisme på. Denne probiotikaen kan bidra til å bryte ned komplekse fenoliske kjemikalier som GTs, forbedre tarmbarrierens integritet og regulere immunresponser. L. pentosus kan arbeide i tandem med GTs for å øke biodisponibiliteten av fordelaktige metabolitter og ha en positiv innvirkning på tarmmikrobiell økologi. Dette kan deretter intensivere termogene og anti-inflammatoriske effekter, som kan manifestere seg som bedre tarmhelse, lavere nivåer av inflammatoriske biomarkører og forbedrede metabolske profiler, spesielt hos overvektige personer.
Denne oppdagelsen har viktige implikasjoner for en rekke felt. Ved å vurdere en kombinert polyfenol-probiotika-tilnærming designet for å endre vertsmetabolisme gjennom tarmmikrobiotaen, fremmer ernæringsvitenskapen det voksende feltet av funksjonelle matvarer og næringsmidler. Den gir informasjon for å støtte individualiserte kostholdsterapier for fedme basert på mikrobiell sammensetning og individuell metabolsk respons, som er i tråd med prinsippene for presisjonsernæring. Fra et folkehelseperspektiv kan resultatene bidra til å utvikle matbaserte, skalerbare metoder for å redusere risikoen for kroniske sykdommer i sårbare grupper. Fedme forblir en betydelig risikofaktor for kardiovaskulær sykdom, type 2-diabetes og noen typer kreft. Derfor kan det å finne naturlig avledede, kulturelt aksepterte og lett tilgjengelige kostholdsintervensjoner som forbedrer metabolske og inflammatoriske utfall være en økonomisk måte å forebygge og kontrollere sykdom på, spesielt i underprivilegerte miljøer.
For kronisk sykdomsforskning gir arbeidet mekanistiske innsikter i rollen til kostholdspolyfenoler og probiotika i å påvirke systemisk betennelse og metabolsk dysfunksjon. Det kan bidra til å veilede fremtidige kliniske studier som tar sikte på å inkorporere mikrobiom-målrettede behandlinger i standard behandlingsmodeller for fedme og andre ikke-smittsomme sykdommer. Studien har også implikasjoner for frukt- og landbruksindustrien, spesielt i å fremme de funksjonelle egenskapene til mango og andre polyfenolrike frukter. Hvis vellykket, vil denne studien øke mangos markedsføringsevne som en helsefremmende matvare, øke etterspørselen og oppmuntre til utvikling av polyfenolforsterkede matprodukter. Videre kan funnene informere landbrukspraksiser rettet mot å øke innholdet av bioaktive forbindelser i fruktavlinger.
Bortenfor mango, legger denne studien grunnlaget for å undersøke sammenlignbare interaksjoner i andre polyfenolrike frukter, som sumak, og utvider studiens relevans til ulike kulturelle og geografiske kostholdssituasjoner. Innen mikrobiomforskning fremmer denne studien vår forståelse av hvordan kostholdets bioaktive forbindelser samhandler med spesifikke mikrobielle taxa for å produsere funksjonelle metabolitter som påvirker vertens helse. Den videreutvikler vår forståelse av mikrobiell diversitet, SCFA-produserende bakterier og inflammasjonsrelaterte mikrobielle baner hos overvektige personer. Til slutt bidrar studien til utdannings- og læringsmål ved å gi et praktisk eksempel på translasjonsernæringsforskning. Den kombinerer molekylær ernæring, mikrobiologi og atferdsvitenskap, noe som gjør den til et utmerket casestudie for å trene studenter og praktikere i tverrfaglig folkehelse og biomedisinske vitenskaper. Den fremmer systemtenkningen som kreves for å løse komplekse helseproblemer ved hjelp av integrerte, matbaserte løsninger.
Forskningsspørsmål
For å veilede denne undersøkelsen, fokuserer studien på å forstå hvordan GT-ekstrakt fra mango og Lactiplantibacillus pentosus-tilskudd påvirker tarmmikrobiotaen og betennelse hos overvektige individer gjennom følgende spørsmål:
- Hvordan påvirker behandling med GTs, med eller uten L. pentosus, den mikrobielle sammensetningen i tarmen hos voksne med fedme?
- Hva er effekten av GT- og L. pentosus-tilskudd på inflammatoriske biomarkører hos overvektige individer?
- Kan genetisk variasjon mellom individer med fedme forklare metabolisering av gallotanniner.
- Viser kombinasjonen av GTs og L. pentosus synergistiske effekter i modulering av spesifikke mikrobielle taxa assosiert med fedme og betennelse sammenlignet med hver intervensjon alene?
Hypotese
- Det forventes en omvendt korrelasjon mellom kroppsmasseindeks (KMI) og plasmakonsentrasjon av GTs og metabolitter, samt termogene og anti-inflammatoriske aktiviteter.
- L. pentosus forventes å øke de gunstige effektene av gallotanniner
Mål og målsettinger Hovedmål Det primære målet med denne pilotstudien er å undersøke effektene av gallotanniner (GTs) fra mango, med eller uten tilskudd av probiotikaen L. pentosus, på tarmmikrobiotasammensetning og inflammatoriske markører hos overvektige individer in vitro.
Spesifikke mål
- Å evaluere endringer i tarmmikrobiotasammensetning hos overvektige deltakere etter behandling med GT-ekstrakt, med eller uten L. pentosus-tilskudd.
- Å vurdere den anti-inflammatoriske potensialen til GTs og L. pentosus individuelt og i kombinasjon.
- Å identifisere potensielle synergistiske effekter mellom GTs og L. pentosus ved å sammenligne mikrobiell diversitet, overflod av SCFA-produserende bakterier og endringer i inflammatoriske markører på tvers av intervensjonsgrupper.
Begrunnelse Forstyrret tarmmikrobiell økologi og kronisk lavgradig betennelse er nært assosiert med fedme, og begge spiller en rolle i utviklingen og progresjonen av metabolske lidelser. For å håndtere fedme effektivt, er det avgjørende å adressere disse sammenkoblede metabolske abnormitetene. Mango er en rik kilde til gallotanniner (GTs), som har vist seg å ha anti-inflammatoriske, metabolsk-regulerende og prebiotisk-lignende egenskaper. Imidlertid er vertens kapasitet til å konvertere dem til bioaktive derivater—en evne som varierer i henhold til sammensetningen av tarmmikrobiotaen—avgjørende for deres helsefordeler.
Lactiplantibacillus pentosus probiotisk tilskudd presenterer en sterk tilnærming for å overvinne denne metabolske begrensningen. Ved å forbedre slimhinnebarrierens funksjon, regulere immunresponser og kanskje bistå i polyfenolmetabolisme, har L. pentosus vist potensial i å fremme tarmhelse. Derfor kan kombinasjonen av denne probiotikaen med mango som er rik på GT øke systemisk eksponering for fordelaktige GT-metabolitter. Som observert i plasma- og fettvevsprøver, kan kombinasjonseffekten av mikrobiel regulering og forbedret metabolitbiodisponibilitet produsere mer merkbare termogene og anti-inflammatoriske effekter, spesielt hos overvektige personer.
Til tross for de forventede fordelene, er det viktig å erkjenne at eventuelle endringer i betennelse eller metabolisme som observeres etter å ha tatt L. pentosus-tilskudd kanskje ikke utelukkende skyldes økte GT-metabolittnivåer. Probiotikaen i seg selv kan ha biologiske effekter på egen hånd, som å modifisere vertens immunsystem eller direkte konkurrere med bakterier som forårsaker betennelse. Derfor er formålet med denne studien å undersøke de funksjonelle interaksjonene mellom probiotisk tilskudd og GT-rike måltider i en praktisk, integrert setting snarere enn å identifisere GT-spesifikke baner.
Med tanke på den økende interessen for tarmmikrobiom-målrettede terapier og personalisert ernæring, er denne studien både nødvendig og aktuell. Den vil gi grunnleggende informasjon om måtene interaksjoner mellom polyfenoler og probiotika påvirker viktige metabolske og inflammatoriske markører i gruppene med størst risiko for kronisk sykdom. Til slutt kan resultatene påvirke kostholdsråd og tilskuddsplaner designet for å forbedre helseutfall hos overvektige personer ved bruk av mikrobiombevisste teknikker.
Metodologi Studiedesign Denne studien er en human klinisk studie. Studiedesignet er randomisert, dobbeltblindet, placebokontrollert. Deltakere vil bli bedt om å gi humane prøver som spytt, blod og avføring. Studien har blitt godkjent av Institutional Review Boards (IRB) ved Prairie View A&M University (PVAMU) og Texas A&M University og vil bli registrert på www.Clinicaltrials.gov.
Studiepopulasjon Totalt 20 frivillige vil bli rekruttert for denne studien, med 15 personer som lever med fedme som en del av intervensjonsgruppen, mens 5 slanke og friske individer vil utgjøre kontrollgruppen. For intervensjonsgruppen vil de 15 frivillige bli randomisert i 3 grupper, med n=5 deltakere per gruppe. Rekruttering vil bli gjort ved å dele rekrutteringsflyers på viktige områder som dagligvarebutikker, supermarkeder, kirker, samfunnssentre og andre arrangementsentre i Waller County og andre omkringliggende fylker. Deltakere vil bli stilt screeningspørsmål før de rekrutteres til studien.
Instrumenter En rekke instrumenter vil bli brukt for å sikre nøyaktig datainnsamling og analyse. Buccalceller vil bli samlet med Isohelix SK-1 DNA buccal swabs, og biologiske prøver (plasma, urin og avføring) vil bli lagret ved -80°C under passende forhold. Inflammatoriske og metabolske biomarkører vil bli målt ved hjelp av en multiplex bead-basert assay med analyse på Luminex L200-systemet og xPONENT-programvare. Genotyping vil bli utført med TaqMan-assays for å detektere utvalgte SNP-varianter. Mikrobiomprofilering vil bli utført ved DNA-ekstraksjon med Qiagen QIAamp DNA Stool Mini Kit, sekvensering på Illumina-plattformer (MiSeq eller NovaSeq), og analyse med QIIME2, SILVA/Greengenes-databaser, LEfSe og PICRUSt2. Kjemisk analyse av gallotanninmetabolitter vil bli utført ved hjelp av HPLC-ESI-MSn på en Thermo Finnigan Altis triple quadrupole og HPLC-MS høyoppløselig ionefelle. Til slutt vil ex vivo immunassays involvere stimulering av perifere mononukleære blodceller med LPS, og cytokinnivåer vil bli kvantifisert med xMAP Multiplex Assay.
Prøveinnsamling Plasmaprøver vil bli samlet ved baseline, uke 1 etter en nattfasting. Alikvoter av plasma vil bli tilberedt umiddelbart etter at de er innhentet og lagret ved -80°C til analyse. Avføring vil bli samlet etter tilgjengelighet og umiddelbart anaerobt behandlet. Deltakere vil samle buccal cellprøver ved baseline ved bruk av Isohelix SK-1 DNA buccal swabs og Isohelix tørrkapsler.
Prøveanalyse Inflammatoriske og metabolske markører Blodplasmaprøver vil bli analysert for å vurdere nivåer av ulike inflammatoriske biomarkører. Disse vil inkludere inflammatoriske cytokiner som interleukin-10 (IL-10), monocyt kemotaktisk protein-1 (MCP-1); og den kardiovaskulære markøren C-reaktivt protein (CRP). Alle målinger vil bli utført ved hjelp av en multiplex bead-basert assay (Millipore, Billerica, MA).
Genotyping DNA og genotyperte spesifikke loci vil bli ekstrahert ved bruk av TaqMan genotyping assays for å gi bi-allell scoring av enkeltnukleotidpolymorfismer for følgende gener: fettmasse- og fedme-assosiert [FTO (rs9939609)] og fettsyrer desaturase 1 [FADS1 (rs174546)].
Mikrobiomassay Mikrobielt DNA vil bli ekstrahert fra avføringsprøver ved bruk av Qiagen QIAamp DNA Stool Mini Kit. 16S rRNA-gensekvensering (V3-V4-region) vil bli utført ved bruk av Illumina MiSeq-plattformen. For dypere analyse vil shotgun metagenomisk sekvensering bli vurdert ved bruk av Illumina NovaSeq-plattformen. Sekvensdata vil bli prosessert ved bruk av Quantitative Insights Into Microbial Ecology (QIIME)2. Taksonomisk klassifisering vil benytte SILVA- eller Greengenes-databaser.
Diversitetsindekser:
- Alfa-diversitet vil bli beregnet ved bruk av Shannon- og Chao1-indekser.
- Beta-diversitet vil bli vurdert ved bruk av Bray-Curtis- og UniFrac-avstander.
Differensiell overflodanalyse vil bli utført ved bruk av LEfSe, og predikerte mikrobielle funksjoner vil bli utledet via Phylogenetic Investigation of Communities by Reconstruction of Unobserved States (PICRUSt2) ved bruk av R studio.
Kjemisk analyse GT-metabolitter vil bli isolert ved først å sentrifugere for å fjerne biomasse og deretter ekstrahere med etylacetat ved bruk av etylgallat som intern standard. MS-parametere vil bli optimalisert ved bruk av standarder av de predikerte metabolittene når tilgjengelige for identifikasjon av foreldre/datterfragmenter med høyest intensitet. Målmetabolitter vil bli kvantifisert ved bruk av full skanning, SRM (enkeltion) og MRM (multippel reaksjonsmonitorering) på en HPLC-ESI-MSn ved bruk av en Thermo Finnigan Thermo Finnigan Altis triple quadrupole ved bruk av interne standarder. Umålrettede metabolitter eller lavkonsentrasjonsmetabolitter vil bli identifisert/kvantifisert i Texas A&M metabolomics kjerne-laboratorium ved bruk av HPLC-MS høyoppløselig ionefelle
Statistisk analyse All statistisk testing vil bli utført på 0,05-nivå og vil være tosidig. Data vil bli undersøkt for normalitet, og alle ikke-normale variabler vil bli log10-transformert. Analyse vil bli gjort på grunnlag av intensjon til å behandle (ITT). ANOVA-teknikk for crossover-design og, etter behov, supplert med ekvivalent Wilcoxon rangtest. Absolutt endring fra baseline vil bli testet, og sekundære analyser vil bli utført basert på prosentvis endring fra baseline. Det primære utfallet er endringen i inflammasjonsbiomarkører i plasma, siden dette utfallet gjelder både slanke og overvektige individer. Alle andre utforskede utfall vil bli behandlet som sekundære utfall. Videre sekundær analyse av behandlingseffekter vil bruke analyse av kovarians basert på pasientens baselinekarakteristikker. Vi vil tildele halvparten av pasientene tilfeldig til hver av de to behandlingssekvensene for å opprettholde et balansert eksperimentelt design. Blokkrandomisering vil være som blandede blokknumre for å beskytte randomisering og balanse i behandlingstildeling, eliminere mulige bias og bevare blinding. Hver blokk vil bestå av en individ.
Etiske hensyn Etisk godkjenning er søkt og innhentet fra Institutional Review Board (IRB) ved Texas A&M University og Prairie A&M University før rekruttering og datainnsamling fortsetter. Dette er viktig siden denne studien involverer menneskelige forsøkspersoner, og det er viktig å beskytte deres rettigheter og også opprettholde total konfidensialitet. For å opprettholde konfidensialitet vil et samtykkeskjema bli signert av deltakere som kvalifiserer til å delta i studien. Samtykkeskjemaet vil inneholde oversikt over studien, deltakerinformasjon som vil bli samlet inn, og biologiske prøver som skal samles inn.
Studietype
Registrering (Antatt)
Fase
- Ikke aktuelt
Kontakter og plasseringer
Studiesteder
-
-
Texas
-
Prairie View, Texas, Forente stater, 77446
- Collaborative Agricultural Research Center
-
-
Deltakelseskriterier
Kvalifikasjonskriterier
Alder som er kvalifisert for studier
- Voksen
Tar imot friske frivillige
Beskrivelse
Inklusjonskriterier:
- Deltakere vil bli vurdert av en studie før de inkluderes i studien ved bruk av følgende inklusjonskriterier. Deltakere må være slanke eller overvektige menn eller kvinner i alderen 18–55 år, innenfor BMI-områdene 18–24,9 kg/m² (slank) og 30–40 kg/m² (overvektig) vil bli inkludert. Deltakere vil bli målt for antropometriske parametere som høyde og vekt for å bekrefte deres BMI før de registreres for studien.
Eksklusjonskriterier:
- Deltakere med historie om akutte hjertehendelser, hjerneslag eller kreft, gjentatte innleggelser, medikamentell behandling av oppførte tilstander innen 6 måneder før studieoppstart, misbruk av alkohol/stoffer, på medisiner mot T2DM eller relaterte sykdommer, røyking > 1 pakke/uke, kramper (alle innen de siste 6 månedene) vil bli ekskludert fra studien.
- Deltakere med historie om lever-, tarm- eller nyrefunksjonssvikt, graviditet eller amming, allergi mot GTs, mango, historie med hepatitt B, C eller HIV, bruk av systemiske antibiotika innen 1 måned før screening, deltakelse i annen intervensjonsforskning, inntak av urtediettsupplementer.
Studieplan
Hvordan er studiet utformet?
Designdetaljer
- Primært formål: Behandling
- Tildeling: Randomisert
- Intervensjonsmodell: Parallell tildeling
- Masking: Trippel
Våpen og intervensjoner
Deltakergruppe / Arm |
Intervensjon / Behandling |
|---|---|
|
Placebo komparator: Kontrollgruppe
|
Denne intervensjonen har ingen behandling lagt til for å tjene som kontroll for de andre intervensjonene.
|
|
Aktiv komparator: GT-ekstrakt + Lactiplantibacillus pentosus arm
I denne gruppen vil avføringsprøver gitt av frivillige bli behandlet med GT-ekstrakt og L. pentosus.
|
Denne mangoen er rik på polyfenoler, spesielt hydrolysable tanniner, som lett brytes ned av mikrober i tykktarmen.
Metabolittene som dannes kan forbedre tarmmikrobiomet og også forbedre immunresponsen.
Andre navn:
Lactiplantibacillus pentosus er en probiotisk bakterie som kan være gunstig for tarmhelsen og kan ha ytterligere fordeler som å redusere betennelse
|
|
Aktiv komparator: Gallotanninekstrakt fra kun mango
I denne gruppen vil avføringsprøver levert av frivillige bli behandlet kun med GT-ekstrakt.
|
Denne mangoen er rik på polyfenoler, spesielt hydrolysable tanniner, som lett brytes ned av mikrober i tykktarmen.
Metabolittene som dannes kan forbedre tarmmikrobiomet og også forbedre immunresponsen.
Andre navn:
|
|
Aktiv komparator: Lactiplantibacillus pentosus-tilskudd arm
I denne gruppen vil avføringsprøver gitt av frivillige bli behandlet med kun L. pentosus.
|
Lactiplantibacillus pentosus er en probiotisk bakterie som kan være gunstig for tarmhelsen og kan ha ytterligere fordeler som å redusere betennelse
|
Hva måler studien?
Primære resultatmål
Resultatmål |
Tiltaksbeskrivelse |
Tidsramme |
|---|---|---|
|
Nivåer av GT-metabolitter og kortkjedede fettsyrer (SCFAer) og endringer i tarmmikrobiomet ved bruk av HPLC-ESI-MSⁿ og 16s rDNA-sekvensering, henholdsvis.
Tidsramme: Utgangspunkt (for alle resultatmål) Behandlingens slutt ved 12 timer (in vitro vurdering)
|
GT-metabolitter og kortkjedede fettsyrer (SCFA) vil bli kvantifisert ved bruk av HPLC-ESI-MSⁿ, en avansert analytisk teknikk som integrerer forbindelsesseparasjon, ionisering og strukturell karakterisering. I denne metoden separerer HPLC blandingskomponenter basert på deres kjemiske egenskaper, hvoretter elektrosprayionisering (ESI) omdanner analytter til ladede ioner samtidig som deres struktur bevares. Disse ionene blir deretter utsatt for flertrinns massespektrometri (MSⁿ), noe som muliggjør suksessiv fragmentering og detaljert strukturell identifikasjon av metabolitter. Endringer i tarmmikrobiomets sammensetning vil bli vurdert ved bruk av 16S rDNA-sekvensering, en molekylær teknikk som identifiserer og karakteriserer bakterier basert på det høyt konserverte 16S ribosomale RNA-genet. Dette innebærer DNA-ekstraksjon, PCR-amplifisering av 16S rRNA-genet, sekvensering av variable regioner og sammenligning med referansedatabaser for å bestemme mikrobielt mangfold og sammensetning. |
Utgangspunkt (for alle resultatmål) Behandlingens slutt ved 12 timer (in vitro vurdering)
|
Samarbeidspartnere og etterforskere
Sponsor
Etterforskere
- Hovedetterforsker: Janet Antwi, Doctor of Philosophy, Prairie View A&M University
Publikasjoner og nyttige lenker
Generelle publikasjoner
- Hales CM, Carroll MD, Fryar CD, Ogden CL. Prevalence of Obesity and Severe Obesity Among Adults: United States, 2017-2018. NCHS Data Brief. 2020 Feb;(360):1-8.
- Partridge SR, Redfern J. Strategies to Engage Adolescents in Digital Health Interventions for Obesity Prevention and Management. Healthcare (Basel). 2018 Jun 21;6(3):70. doi: 10.3390/healthcare6030070.
- Allali I, Arnold JW, Roach J, Cadenas MB, Butz N, Hassan HM, Koci M, Ballou A, Mendoza M, Ali R, Azcarate-Peril MA. A comparison of sequencing platforms and bioinformatics pipelines for compositional analysis of the gut microbiome. BMC Microbiol. 2017 Sep 13;17(1):194. doi: 10.1186/s12866-017-1101-8.
- Kim H, Castellon-Chicas MJ, Arbizu S, Talcott ST, Drury NL, Smith S, Mertens-Talcott SU. Mango (Mangifera indica L.) Polyphenols: Anti-Inflammatory Intestinal Microbial Health Benefits, and Associated Mechanisms of Actions. Molecules. 2021 May 6;26(9):2732. doi: 10.3390/molecules26092732.
- Gayoso-Diz P, Otero-Gonzalez A, Rodriguez-Alvarez MX, Gude F, Garcia F, De Francisco A, Quintela AG. Insulin resistance (HOMA-IR) cut-off values and the metabolic syndrome in a general adult population: effect of gender and age: EPIRCE cross-sectional study. BMC Endocr Disord. 2013 Oct 16;13:47. doi: 10.1186/1472-6823-13-47.
- Longo M, Zatterale F, Naderi J, Parrillo L, Formisano P, Raciti GA, Beguinot F, Miele C. Adipose Tissue Dysfunction as Determinant of Obesity-Associated Metabolic Complications. Int J Mol Sci. 2019 May 13;20(9):2358. doi: 10.3390/ijms20092358.
- Dhawan D, Sharma S. Abdominal Obesity, Adipokines and Non-communicable Diseases. J Steroid Biochem Mol Biol. 2020 Oct;203:105737. doi: 10.1016/j.jsbmb.2020.105737. Epub 2020 Aug 18.
- Wang L, Athinarayanan S, Jiang G, Chalasani N, Zhang M, Liu W. Fatty acid desaturase 1 gene polymorphisms control human hepatic lipid composition. Hepatology. 2015 Jan;61(1):119-28. doi: 10.1002/hep.27373. Epub 2014 Dec 15.
- Vishvanath L, Gupta RK. Contribution of adipogenesis to healthy adipose tissue expansion in obesity. J Clin Invest. 2019 Oct 1;129(10):4022-4031. doi: 10.1172/JCI129191.
- Ruiz-Canizales J, Dominguez-Avila JA, Wall-Medrano A, Ayala-Zavala JF, Gonzalez-Cordova AF, Vallejo-Cordoba B, Salazar-Lopez NJ, Gonzalez-Aguilar GA. Fiber and phenolic compounds contribution to the hepatoprotective effects of mango diets in rats fed high cholesterol/sodium cholate. Phytother Res. 2019 Nov;33(11):2996-3007. doi: 10.1002/ptr.6479. Epub 2019 Aug 16.
- Pulido-Mateos EC, Lessard-Lord J, Guyonnet D, Desjardins Y, Roy D. Comprehensive analysis of the metabolic and genomic features of tannin transforming Lactiplantibacillus plantarum strains. Sci Rep. 2022 Dec 27;12(1):22406. doi: 10.1038/s41598-022-26005-4.
- Pett KD, Alex PG, Weisfuss C, Sandhu A, Burton-Freeman B, Edirisinghe I. Mango Consumption Is Associated with Increased Insulin Sensitivity in Participants with Overweight/Obesity and Chronic Low-Grade Inflammation. Nutrients. 2025 Jan 29;17(3):490. doi: 10.3390/nu17030490.
- Nouri M, Shateri Z, Faghih S. The relationship between intake of fruits, vegetables and dairy products with overweight and obesity in a large sample in Iran: Findings of STEPS 2016. Front Nutr. 2023 Jan 17;9:1082976. doi: 10.3389/fnut.2022.1082976. eCollection 2022.
- Muscolo A, Mariateresa O, Giulio T, Mariateresa R. Oxidative Stress: The Role of Antioxidant Phytochemicals in the Prevention and Treatment of Diseases. Int J Mol Sci. 2024 Mar 13;25(6):3264. doi: 10.3390/ijms25063264.
- Munkong, N., Ruxsanawet, K., Ariyabukalakorn, V., Mueangchang, W., Sangkham, S., Silangirn, P., Thim-uam, A., Naowaboot, J., Somparn, N., & Yoysungnoen, B. (2024). Hepatoprotective effects of Elaeagnus latifolia fruit extract against acetaminophen-induced hepatotoxicity in mice: Mechanistic insights. Journal of Functional Foods, 114, 106077. https://doi.org/10.1016/j.jff.2024.106077
- Molano L-AG, Vega-Abellaneda S, Manichanh C. GSR-DB: a manually curated and optimized taxonomical database for 16S rRNA amplicon analysis. mSystems. 2024 Feb 20;9(2):e0095023. doi: 10.1128/msystems.00950-23. Epub 2024 Jan 8.
- Metelcova T, Vankova M, Zamrazilova H, Hovhannisyan M, Stankova B, Tvrzicka E, Hill M, Hainer V, Vcelak J, Kunesova M. FADS1 gene polymorphism(s) and fatty acid composition of serum lipids in adolescents. Lipids. 2021 Sep;56(5):499-508. doi: 10.1002/lipd.12317. Epub 2021 Jun 30.
- Lin PC, Lin WT, Yeh YH, Wung SF. Transcription Factor 7-Like 2 (TCF7L2) rs7903146 Polymorphism as a Risk Factor for Gestational Diabetes Mellitus: A Meta-Analysis. PLoS One. 2016 Apr 8;11(4):e0153044. doi: 10.1371/journal.pone.0153044. eCollection 2016.
- Krenek KA, Barnes RC, Talcott ST. Phytochemical composition and effects of commercial enzymes on the hydrolysis of gallic acid glycosides in mango (Mangifera indica L. cv. 'Keitt') pulp. J Agric Food Chem. 2014 Oct 1;62(39):9515-21. doi: 10.1021/jf5031554. Epub 2014 Sep 18.
- Kim H, Banerjee N, Barnes RC, Pfent CM, Talcott ST, Dashwood RH, Mertens-Talcott SU. Mango polyphenolics reduce inflammation in intestinal colitis-involvement of the miR-126/PI3K/AKT/mTOR axis in vitro and in vivo. Mol Carcinog. 2017 Jan;56(1):197-207. doi: 10.1002/mc.22484. Epub 2016 Apr 6.
- Kawai T, Autieri MV, Scalia R. Adipose tissue inflammation and metabolic dysfunction in obesity. Am J Physiol Cell Physiol. 2021 Mar 1;320(3):C375-C391. doi: 10.1152/ajpcell.00379.2020. Epub 2020 Dec 23.
- Imran M, Arshad MS, Butt MS, Kwon JH, Arshad MU, Sultan MT. Mangiferin: a natural miracle bioactive compound against lifestyle related disorders. Lipids Health Dis. 2017 May 2;16(1):84. doi: 10.1186/s12944-017-0449-y.
- Hui L, DelMonte T, Ranade K. Genotyping using the TaqMan assay. Curr Protoc Hum Genet. 2008 Jan;Chapter 2:Unit 2.10. doi: 10.1002/0471142905.hg0210s56.
- Hu XJ, Su MR, Cao BW, Ou FB, Yin RX, Luo AD. Relationship between the methylenetetrahydrofolate reductase (MTHFR) rs1801133 SNP and serum homocysteine levels of Zhuang hypertensive patients in the central region of Guangxi. Clin Hypertens. 2023 Oct 1;29(1):26. doi: 10.1186/s40885-023-00250-9.
- Hao, Y., Li, J., Wang, J., & Chen, Y. (2024). Mechanisms of Health Improvement by Lactiplantibacillus plantarum Based on Animal and Human Trials: A Review. Fermentation, 10(2), Article 2. https://doi.org/10.3390/fermentation10020073
- Hamza GM, Bergo VB, Mamaev S, Wojchowski DM, Toran P, Worsfold CR, Castaldi MP, Silva JC. Affinity-Bead Assisted Mass Spectrometry (Affi-BAMS): A Multiplexed Microarray Platform for Targeted Proteomics. Int J Mol Sci. 2020 Mar 16;21(6):2016. doi: 10.3390/ijms21062016.
- Gomes Natal DI, de Castro Moreira ME, Soares Miliao M, Dos Anjos Benjamin L, de Souza Dantas MI, Machado Rocha Ribeiro S, Stampini Duarte Martino H. Uba mango juices intake decreases adiposity and inflammation in high-fat diet-induced obese Wistar rats. Nutrition. 2016 Sep;32(9):1011-8. doi: 10.1016/j.nut.2016.02.008. Epub 2016 Mar 4.
- Fiedorova K, Radvansky M, Nemcova E, Grombirikova H, Bosak J, Cernochova M, Lexa M, Smajs D, Freiberger T. The Impact of DNA Extraction Methods on Stool Bacterial and Fungal Microbiota Community Recovery. Front Microbiol. 2019 Apr 17;10:821. doi: 10.3389/fmicb.2019.00821. eCollection 2019.
- Fang C, Kim H, Barnes RC, Talcott ST, Mertens-Talcott SU. Obesity-Associated Diseases Biomarkers Are Differently Modulated in Lean and Obese Individuals and Inversely Correlated to Plasma Polyphenolic Metabolites After 6 Weeks of Mango (Mangifera indica L.) Consumption. Mol Nutr Food Res. 2018 Jul;62(14):e1800129. doi: 10.1002/mnfr.201800129. Epub 2018 Jun 21.
- Bratosiewicz-Wasik J, Liberski PP, Peplonska B, Styczynska M, Smolen-Dzirba J, Cycon M, Wasik TJ. Regulatory region single nucleotide polymorphisms of the apolipoprotein E gene as risk factors for Alzheimer's disease. Neurosci Lett. 2018 Sep 25;684:86-90. doi: 10.1016/j.neulet.2018.07.010. Epub 2018 Jul 7.
- Bagheri S, Zolghadri S, Stanek A. Beneficial Effects of Anti-Inflammatory Diet in Modulating Gut Microbiota and Controlling Obesity. Nutrients. 2022 Sep 26;14(19):3985. doi: 10.3390/nu14193985.
- Antonio J, Knafo S, Kapoor R, Tartar JL. A fat mass and obesity-associated gene polymorphism influences fat mass in exercise-trained individuals. J Int Soc Sports Nutr. 2018 Aug 8;15(1):40. doi: 10.1186/s12970-018-0246-7.
- Al-Mnaser A, Dakheel M, Alkandari F, Woodward M. Polyphenolic phytochemicals as natural feed additives to control bacterial pathogens in the chicken gut. Arch Microbiol. 2022 Apr 12;204(5):253. doi: 10.1007/s00203-022-02862-5.
- Alkhatib A, Tsang C, Tiss A, Bahorun T, Arefanian H, Barake R, Khadir A, Tuomilehto J. Functional Foods and Lifestyle Approaches for Diabetes Prevention and Management. Nutrients. 2017 Dec 1;9(12):1310. doi: 10.3390/nu9121310.
- Na L, Zhang Q, Jiang S, Du S, Zhang W, Li Y, Sun C, Niu Y. Mangiferin supplementation improves serum lipid profiles in overweight patients with hyperlipidemia: a double-blind randomized controlled trial. Sci Rep. 2015 May 19;5:10344. doi: 10.1038/srep10344.
- Liu AL, Xie HJ, Xie HY, Liu J, Yin J, Hu JS, Peng CY. Association between fat mass and obesity associated (FTO) gene rs9939609 A/T polymorphism and polycystic ovary syndrome: a systematic review and meta-analysis. BMC Med Genet. 2017 Aug 21;18(1):89. doi: 10.1186/s12881-017-0452-1.
- Liao J, Guo J, Niu Y, Fang T, Wang F, Fan Y. Flavonoids from Lycium barbarum leaves attenuate obesity through modulating glycolipid levels, oxidative stress, and gut bacterial composition in high-fat diet-fed mice. Front Nutr. 2022 Jul 28;9:972794. doi: 10.3389/fnut.2022.972794. eCollection 2022.
- Holkem AT, Silva MPD, Favaro-Trindade CS. Probiotics and plant extracts: a promising synergy and delivery systems. Crit Rev Food Sci Nutr. 2023;63(28):9561-9579. doi: 10.1080/10408398.2022.2066623. Epub 2022 Apr 21.
Studierekorddatoer
Studer hoveddatoer
Studiestart (Faktiske)
Primær fullføring (Antatt)
Studiet fullført (Antatt)
Datoer for studieregistrering
Først innsendt
Først innsendt som oppfylte QC-kriteriene
Først lagt ut (Faktiske)
Oppdateringer av studieposter
Sist oppdatering lagt ut (Faktiske)
Siste oppdatering sendt inn som oppfylte QC-kriteriene
Sist bekreftet
Mer informasjon
Begreper knyttet til denne studien
Ytterligere relevante MeSH-vilkår
Andre studie-ID-numre
- 2024-011
- 2023 (U.S. NIH-stipend/kontrakt: GRAMMY Museum Foundation)
- 2023-68015-40572 (Annet stipend/finansieringsnummer: USDA NIFA)
Plan for individuelle deltakerdata (IPD)
Planlegger du å dele individuelle deltakerdata (IPD)?
IPD-planbeskrivelse
IPD-delingstidsramme
Tilgangskriterier for IPD-deling
IPD-deling Støtteinformasjonstype
- ICF
Legemiddel- og utstyrsinformasjon, studiedokumenter
Studerer et amerikansk FDA-regulert medikamentprodukt
Studerer et amerikansk FDA-regulert enhetsprodukt
Denne informasjonen ble hentet direkte fra nettstedet clinicaltrials.gov uten noen endringer. Hvis du har noen forespørsler om å endre, fjerne eller oppdatere studiedetaljene dine, vennligst kontakt register@clinicaltrials.gov. Så snart en endring er implementert på clinicaltrials.gov, vil denne også bli oppdatert automatisk på nettstedet vårt. .