Efeitos da Dieta Sem Glúten no Diabetes Mellitus Tipo 1 em Crianças

Estratégia de Pesquisa A. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

O aumento contínuo na incidência de diabetes mellitus tipo 1 (T1DM) globalmente não foi acompanhado por esforços bem-sucedidos de prevenção ou melhora da doença. Além disso, existe uma grande lacuna em nossa compreensão do ambiente gastrointestinal adjacente no qual ocorre o processo destrutivo das ilhotas pancreáticas e leva à dependência de insulina no DM1. O maior aumento na incidência de diabetes tipo 1 na última década ocorreu em crianças menores de 5 anos de idade, um grupo particularmente suscetível à morbidade e mortalidade relacionadas ao diabetes. Metodologias invasivas por meio de picada no dedo para monitoramento de glicose e injeção subcutânea de insulina continuam sendo o padrão de cuidado necessário para a sobrevivência do paciente. Muitos estudos de intervenção foram conduzidos com base no conhecimento fundamentado inadequadamente dos mecanismos (presume-se que sejam exclusivamente autoimunes) que causam a destruição permanente das células beta no diabetes tipo 1. Quase todos os ensaios de intervenção em diabetes tipo 1 de início recente mostram apenas melhora transitória da produção de insulina (até 6 meses) com subsequente declínio para níveis semelhantes aos braços de controle. Além disso, existem argumentos e dados científicos que sugerem que mecanismos patogênicos não autoimunes podem estar envolvidos, talvez em uma afecção mais tóxica e generalizada do pâncreas. Evidências recentes de que as células beta continuam a se regenerar no pâncreas de pacientes com diabetes tipo 1 de longa data oferecem esperança de que o processo da doença que leva à dependência de insulina possa ser revertido se a destruição das ilhotas for interrompida em uma janela crítica de tempo.

A ligação entre o diabetes tipo 1 e o microbioma intestinal está sendo explorada ativamente. Evidências emergentes sugerem um papel do microbioma intestinal na destruição e proteção de ilhotas em modelos experimentais propensos ao diabetes tipo 1. Além disso, o diabetes tipo 1 foi prevenido em modelos murinos geneticamente estabelecidos da doença quando esses animais foram restritos a uma dieta sem glúten. A hipótese específica abordada neste pedido é que uma dieta sem glúten introduzida logo após o diagnóstico pode reverter ou interromper a progressão do diabetes tipo 1 em crianças e adolescentes. Nosso mecanismo proposto é que uma dieta sem glúten preserva a produção endógena de insulina através da alteração da microbiota intestinal em direção a cepas que são inerentemente menos tóxicas para as ilhotas. O estudo é projetado para uma avaliação abrangente do papel de uma dieta sem glúten em crianças com DM1. Um objetivo específico é reduzir ou modificar a microbiota intestinal dos pacientes no início do processo da doença como um meio possível de impedir a destruição das ilhotas. Os objetivos mensuráveis ​​específicos do presente pedido descrevem uma abordagem inovadora para iniciar a identificação dos efeitos protetores das células beta de alterações específicas na flora intestinal que podem ser desenvolvidas terapeuticamente para melhorar o diabetes tipo 1.

Objetivo Específico 1: Determinar o efeito de uma dieta sem glúten na secreção endógena de insulina e na morfologia pancreática em crianças e adolescentes com diabetes tipo 1 de início recente.

Objetivo Específico 2: Determinar o efeito de uma dieta sem glúten na flora intestinal de pacientes com diabetes tipo 1 de início recente.

Os dados resultantes permitirão a determinação da relação entre a flora intestinal e a função das células beta em pacientes com diabetes de início recente.

Coletivamente, os estudos propostos são inovadores para T1DM de início recente em crianças. Uma grande população desses pacientes atualmente recebe atendimento nas Clínicas Pediátricas de Diabetes da Loma Linda University (LLU), que atualmente atendem aproximadamente 2.000 pacientes com DM1. Em média, três a cinco pacientes com DM1 de início recente são diagnosticados no Hospital Infantil LLU todas as semanas. Esta proposta é coerente com a temática de pesquisa da universidade que tem como foco alimentação e saúde, e está muito alinhada com a missão 'Totalidade' da instituição. Em colaboração com o novo Centro de Genômica da LLU, temos uma oportunidade única de avaliar um novo mecanismo de T1DM. No futuro, isso pode levar a um programa de pesquisa sustentado sobre dieta como terapia para diabetes tipo 1, permitir que nosso site projete e seja pioneiro em ensaios multicêntricos neste campo e otimize nossas chances de atrair financiamento extramural generoso.

Os dados preliminares deste estudo formarão a base para uma aplicação RO1.

B. Significado O diabetes mellitus tipo 1 é a doença metabólica mais comum da infância. Todos os anos, aproximadamente vinte mil crianças são diagnosticadas com diabetes mellitus tipo 1 (T1DM) apenas nos Estados Unidos, de acordo com os Centros de Controle e Prevenção de Doenças. A incidência de DM1 continua a aumentar em todo o mundo. O maior aumento na incidência global de DM1 nas últimas duas décadas ocorreu em crianças menores de 5 anos de idade, um grupo particularmente suscetível à morbidade e mortalidade relacionadas ao diabetes. Como uma das doenças crônicas mais comuns em crianças, o DM1 foi extensivamente estudado e concluiu-se ser uma consequência da destruição autoimune das células beta das ilhotas pancreáticas produtoras de insulina em indivíduos geneticamente suscetíveis. Apesar da crescente prevalência de diabetes tipo 2, o DM1 continua sendo a forma mais comum de diabetes na infância, respondendo por aproximadamente dois terços dos novos diagnósticos de diabetes em pacientes com menos de 19 anos de idade nos Estados Unidos. As complicações agudas do DM1 incluem hipoglicemia, cetoacidose e psicopatologia grave, todas potencialmente fatais. As origens de complicações de longo prazo profundamente incapacitantes, como cegueira, insuficiência renal e amputações, podem ser significativamente obliteradas se o controle glicêmico for mantido logo no início da doença.

Um grande corpo de dados está surgindo sobre o papel do microbioma intestinal na saúde e na doença. Estudos recentes forneceram algumas evidências para o papel da modulação estrutural da microbiota intestinal na patogênese do diabetes tipo 2, o tipo de diabetes mais comum em adultos. Evidências semelhantes foram observadas em outros distúrbios, como obesidade e doenças cardiovasculares. Esses estudos sugeriram que a alteração na composição da microbiota intestinal pode estar ligada ao desenvolvimento de várias doenças, mas isso ainda não está claramente implicado em pacientes com diabetes tipo 1.

Mais recentemente, foco especial foi direcionado ao papel das bactérias intestinais na destruição versus proteção das ilhotas pancreáticas. Isso foi estudado pela primeira vez em modelos experimentais propensos ao DM1. Uma vez que uma proteína relacionada ao diabetes tipo 1 foi identificada no trigo, os modelos murinos T1DM mostraram uma redução nos subconjuntos de células associadas ao diabetes quando colocados em uma dieta sem trigo. Além disso, o diabetes tipo 1 foi prevenido em modelos murinos geneticamente estabelecidos da doença quando eles foram restritos a uma dieta sem glúten.

Em crianças pequenas que são geneticamente suscetíveis ao DM1, as bactérias intestinais foram notavelmente menos diversificadas e menos estáveis ​​no grupo que progrediu para desenvolver autoimunidade para diabetes tipo 1. De interesse são os relatos de aumento da incidência de diabetes tipo 1 em crianças que, em revisão retrospectiva, receberam terapia com inibidores da bomba de prótons (NIH, comunicação pessoal). Além disso, há um relato publicado de remissão de DM1 em uma criança de 6 anos mantida por adesão estrita a uma dieta sem glúten sem qualquer terapia com insulina. Isso desencadeou um estudo piloto multicêntrico atualmente em andamento no norte da Europa com dados preliminares sugerindo que uma dieta sem glúten pode preservar a secreção de insulina em adultos com diabetes tipo 1. Até onde sabemos, nenhum dos pacientes mantidos em uma dieta sem glúten foi submetido a estudos do microbioma intestinal até o momento.

Na LLU, três anos após o diagnóstico de diabetes tipo 1, um paciente de 17 anos das clínicas pediátricas de diabetes da Loma Linda University manteve um excelente controle glicêmico, apesar dos requisitos de insulina anormalmente baixos (a chamada fase de lua de mel prolongada), aderindo a uma dieta sem glúten . Dois outros pacientes em LLU, com idades de 3 e 4 anos, experimentaram um declínio significativo nas necessidades de insulina (para doses de lua de mel, ou seja, insulina diária total inferior a 0,5 unidades por kg), necessitando de descontinuação de uma bomba de insulina em um caso, após seis meses de uma dieta sem glúten.

Tomados em conjunto, os dados e casos acima nos sugeriram que alterar a microbiota intestinal no início da doença por meio de uma dieta sem glúten pode preservar significativamente a produção endógena de insulina, minimizando assim a necessidade de injeções de insulina e otimizando a saúde a longo prazo em pacientes com diabetes tipo 1.

O acesso a uma grande população de pacientes com DM1 no Loma Linda University Children's Hospital e clínicas oferece uma oportunidade única para a exploração dessa nova abordagem dietética que pode contribuir para inclinar o equilíbrio dentro do pâncreas em relação à função e regeneração das ilhotas. Quando otimizado, isso abrirá caminho para que os pacientes com DM1 alcancem a independência da insulina.

C. Inovação Esta proposta desafia o mecanismo autoimune tradicional e amplamente aceito para o desenvolvimento de DM1 e acrescenta aos nossos dados anteriores sobre o papel dos fatores tóxicos ambientais diretos no desenvolvimento de DM1 em crianças. Em um grande estudo de caso-controle, descrevemos anteriormente uma nova associação significativa entre diabetes tipo 1 e exposição cumulativa ao ozônio ambiental desde o nascimento até o momento do diagnóstico. Além disso, já mostramos que pacientes com menos de 5 anos de idade, o grupo com o maior aumento na incidência globalmente, frequentemente carecem de evidências de marcadores autoimunes de diabetes tipo 1 conhecidos. Além disso, a rápida taxa de aumento na incidência e declínio na idade do DM1 sugere que elementos tóxicos agressivos, em vez de um processo autoimune lento, desempenham um papel fundamental na patogênese da doença em crianças.

O projeto apresenta uma nova etiologia potencial para diabetes tipo 1 em humanos: a Hipótese Bacteriana. Aqui, investigamos uma abordagem nova, excepcionalmente segura e potencialmente curativa para o DM1, que consiste apenas na modificação da dieta para mudar a microbiota intestinal para um meio mais permissivo para a secreção de insulina. A maioria dos ensaios de intervenção em T1DM de início recente teve um design aberto e, em muitos ensaios, os efeitos colaterais do agente experimental permitiram que os participantes soubessem se receberam ou não o medicamento ativo. Assim, a interpretação dos resultados da maioria dos estudos de intervenção até o momento não pode ser considerada precisa, dado um provável efeito placebo. O desenho do estudo atual incorpora o efeito placebo em ambos os sujeitos do estudo e controle. Até onde sabemos, este é o primeiro estudo randomizado controlado por placebo testando o efeito da modificação da dieta na flora intestinal e no controle glicêmico de crianças com diabetes tipo 1 recém-diagnosticado.

D. Abordagem

Este é um ensaio clínico controlado randomizado que testa o efeito da alteração das bactérias intestinais por meio de uma dieta sem glúten no ritmo e na gravidade da destruição das ilhotas no DM1 dentro de seis meses após o diagnóstico. O projeto envolve modificar o conteúdo da refeição, frequência e taxa de consumo, e avaliar a flora intestinal bacteriana e a produção endógena de insulina até um ano após a inscrição. A proposta atual é baseada em nosso nível atual de conhecimento do processo da doença DM1, ressalvas em estudos de intervenção atuais e a conveniência de intervenções com efeitos colaterais mínimos em crianças.

O objetivo da presente proposta é alterar a flora intestinal para reduzir o escape bacteriano no estômago e no duodeno de uma forma que possa ter efeitos diretos de desintoxicação no pâncreas adjacente e em suas células ilhotas produtoras de insulina. A proposta testa o efeito da eliminação do glúten da dieta na redução ou alteração da flora intestinal de forma a favorecer a secreção de insulina pelas células beta. Como a quantidade de bactérias que entra no duodeno é extremamente dependente do tipo de alimento, bem como do volume de cada refeição, o benefício estabelecido de comer pequenas refeições frequentes pode ser particularmente útil em pacientes com DM tipo 1. A intervenção dietética proposta provavelmente influenciará substancialmente a flora bacteriana no duodeno sem infligir nenhum dano significativo à saúde, crescimento ou desenvolvimento das crianças.

D1. Objetivo Específico 1: Determinar o efeito de uma dieta isenta de glúten na secreção endógena de insulina em crianças e adolescentes com diabetes tipo 1 de início recente.

Recrutamento de Sujeitos e Tamanho da Amostra. Indivíduos diagnosticados com diabetes tipo 1 serão recrutados nos Hospitais e clínicas infantis LLU nos primeiros seis meses após o diagnóstico. Os indivíduos participantes serão randomizados para um dos dois grupos de estudo, cada um consistindo de 25 a 30 indivíduos para fornecer 80% de poder para detectar uma diferença significativa na produção endógena de insulina (área sob a curva do peptídeo C em um teste de tolerância a refeições mistas).

Critérios de inclusão: Idades: 1-17 anos; diagnóstico de diabetes tipo 1 dentro de 6 meses após a inscrição; pais ou responsáveis ​​dispostos a assinar o consentimento informado para cumprir o tratamento com insulina basal em bolus, bem como os procedimentos do estudo e as diretrizes dietéticas.

Critérios de exclusão: Diabetes diagnosticado com menos de um ano de idade; pacientes com má absorção conhecida ou desnutrição; valor de HbA1C de hemoglobina glicosilada acima de 9% três meses após o diagnóstico (uma triagem geral para descumprimento das diretrizes de tratamento).

Os pontos de avaliação do estudo são: inscrição, 3 meses, 6 meses, 9 meses e 12 meses.

Os únicos procedimentos a serem realizados além do escopo dos cuidados de rotina para diabetes tipo 1 são: coletas de amostras de fezes na inscrição e aos 3, 6, 9 e 12 meses; e testes de tolerância a refeições mistas (MMTT) na inscrição e aos 6 e 12 meses. O MMTT é uma ferramenta de pesquisa padrão para avaliar a reserva funcional das ilhotas, medindo a glicose sanguínea basal e estimulada e o peptídeo C em intervalos de 30 minutos durante duas horas antes (tempo zero) e depois de uma fórmula padrão de alto teor calórico.

No momento do diagnóstico, todos os indivíduos serão submetidos a testes laboratoriais rotineiros do protocolo institucional de diabetes, que incluem anticorpos autoimunes do diabetes: descarboxilase de ácido glutâmico, anticorpos de células de ilhotas, autoanticorpos de insulina, anticorpos do transportador de zinco 8, bem como anticorpos celíacos e tireoidianos. Um painel lipídico em jejum e o hormônio estimulante da tireoide (TSH) também serão medidos na avaliação inicial. O nível de 25 hidroxivitamina D será medido no início do estudo para triagem de má absorção e deficiência nutricional, particularmente em vista de um papel suspeito da vitamina D no DM1.

O padrão de atendimento para diabetes tipo 1 inclui encontros trimestrais com uma equipe de diabetes, incluindo médicos, enfermeiros, nutricionistas, juntamente com avaliação trimestral do perfil de glicose, hemoglobina glicosilada (HbA1C) e adequação dos regimes de tratamento com insulina com ajustes conforme necessário.

Os sujeitos do estudo serão divididos em dois grupos da seguinte forma:

Os indivíduos do grupo de estudo A receberão regimes padrão de insulina em bolus basal para DM1 orientados por médicos, enfermeiras e uma consulta nutricional para garantir o conhecimento adequado das recomendações de dieta para diabetes e dosagem de insulina baseada em carboidratos. Além disso, os indivíduos receberão instruções para consumir uma dieta "sem glúten" (por exemplo, substituir pão branco e batatas por arroz, pão sem glúten e outros alimentos). O Grupo A também será encorajado a aumentar o tempo de consumo de cada refeição e a reduzir o volume das refeições, incluindo o volume de líquidos (ou seja, um indivíduo pode comer o mesmo volume de alimentos desejado, mas em refeições menores e mais frequentes).

O grupo de estudo B receberá diretrizes padrão de regime de insulina em bolus basal para DM1 pelos mesmos médicos, enfermeiros e nutricionista, mas receberá as recomendações de refeições normais para indivíduos com DM1 sem qualquer ingestão de glúten ou restrições de volume. As recomendações diárias de calorias e carboidratos serão adaptadas à idade e não serão diferentes entre os dois grupos de estudo.

Os indivíduos que apresentarem fortes evidências sorológicas de hipersensibilidade ao glúten serão excluídos dos dois principais grupos de estudo e iniciarão uma dieta sem glúten. Seus dados serão rastreados retrospectivamente para quaisquer diferenças significativas nos resultados que possam ser atribuídas apenas à hipersensibilidade pré-existente ao glúten.

As bactérias intestinais serão estudadas em todos os momentos de avaliação por meio de amostragem de fezes em ambos os grupos de estudo.

A hemoglobina glicosilada A1C (HbA1C) será medida no diagnóstico e a cada três meses, juntamente com a avaliação de um nutricionista para garantir a conformidade com as instruções de dieta designadas.

O teste de tolerância a refeições mistas para medições de peptídeo C basal e estimulado será feito na inscrição e 6 meses e um ano após a inscrição. Os níveis de pico e as áreas sob a curva do peptídeo C estimulado serão comparados entre os grupos intervenção e controle.

Cada ponto de avaliação incluirá amostragem de fezes para caracterização da flora bacteriana do intestino ao longo do tempo. O teste de fezes em cada ponto de tempo incluirá a identificação regular da cepa bacteriana, bem como a avaliação genômica.