O efeito do Complexo de Isolado de Proteína de Soja e Polifenol de Uva Concord (GP-SPI) na Microbiota Intestinal

O estudo proposto investigará como a suplementação de curto prazo com GP-SPI pode modificar a comunidade microbiana intestinal em participantes saudáveis, enquanto monitora a função/saúde hepática e renal.

Significado:

As propriedades bioquímicas do ingrediente alimentar GP-SPI estão bem documentadas e os suplementos GP-SPI e SPI foram amplamente testados em camundongos. O estudo proposto é uma continuação lógica de estudos com animais, que mostraram que, em comparação com camundongos de controle alimentados com uma dieta rica em gordura (HFD) suplementada apenas com SPI, os camundongos alimentados com uma HFD isocalórica suplementada com GP-SPI exibiram maior resistência ao ganho de peso, adiposidade e intolerância à glicose. Esses efeitos foram acompanhados por mudanças na composição da microbiota intestinal murina, incluindo o aumento da abundância do micróbio Akkermansia muciniphila, associado à resiliência metabólica. Alterações semelhantes na microbiota intestinal foram observadas em camundongos magros alimentados com dieta com baixo teor de gordura (LFD) suplementada com GP-SPI.

A classe de proantocianidinas tipo B (PAC) de polifenóis contidos em bagas de uva, especialmente cascas e sementes, tem sido associada a benefícios para a saúde; no entanto, os PACs são pouco absorvidos e atingem altas concentrações apenas no cólon, levantando questões sobre o(s) mecanismo(s) de ação. Estudos anteriores mostraram que os PACs dietéticos de uva e cranberry alteram a microbiota intestinal em associação com a resiliência metabólica. Os PACs também são biotransformados por bactérias intestinais para produzir metabólitos microbianos (MMs) que podem contribuir para benefícios à saúde.

Desenho e Métodos de Pesquisa

Os participantes em potencial serão recrutados por meio de folhetos publicados localmente nos campi da Rutgers University e enviados para as listas de e-mail da universidade. Os interessados ​​serão triados de acordo com os critérios de inclusão e exclusão.

Os indivíduos inscritos iniciarão o estudo de 17 dias.

Procedimentos de estudo

• Trinta disciplinas serão inscritas.
• Lista de Alimentos: Os participantes manterão sua dieta habitual, exceto por uma lista fornecida de alimentos ricos em PAC, dos quais serão solicitados a se abster por um período de lavagem de 5 dias e durante a intervenção de 10 dias. A lista de alimentos é fornecida abaixo. O objetivo é ter o GP-SPI como a principal/única fonte de PAC na dieta para o período do estudo.
• Wash-out e SPI (Dia -5 a -1): No dia -5 (pré-linha de base) antes de qualquer suplementação, cada indivíduo coletará sua amostra de fezes e urina. Cada indivíduo consumirá SPI duas vezes ao dia (fornecido como pacotes pré-pesados ​​de 20 g) durante um período de lavagem de 5 dias (dias -5, -4, -3, -2 e -1). Os indivíduos serão instruídos a misturar cada pacote de SPI em 250 mL de água ou em um smoothie (exemplo de receita abaixo será fornecido) usando alimentos permitidos conforme detalhado nas instruções e consumir uma vez pela manhã antes do café da manhã e uma vez à noite antes do jantar.
• Dia 0: No dia seguinte, cada indivíduo coletará suas amostras de fezes e urina de linha de base (dia 0). Eles terão uma amostra de sangue coletada por uma enfermeira do estudo. O sangue será utilizado para o teste de CMP e o soro preparado será aliquotado e armazenado a -80 °C até o processamento para análise de marcadores e metabolômica. A análise das amostras do dia 0 deve ajudar a isolar quaisquer efeitos devidos apenas ao SPI de amostras subsequentes coletadas durante a intervenção GP-SPI. No dia 0, os indivíduos deixarão amostras de urina e fezes no IFNH e coletarão pacotes de GP-SPI. No dia 0, os participantes também farão uma pausa no consumo de SPI e iniciarão a suplementação de GP-SPI na manhã do dia 1.
• GP-SPI (Dia 1 - 10): Cada sujeito receberá vinte pacotes de 20 g pré-pesados ​​de GP-SPI. No dia 1, os indivíduos serão instruídos a misturar cada pacote de GP-SPI em 250 mL de água ou em um smoothie (será fornecido um exemplo de receita, veja abaixo) usando alimentos permitidos conforme detalhado nas instruções e consumir a mistura GP-SPI uma vez em pela manhã antes do café da manhã e uma vez à noite antes do jantar por 10 dias consecutivos.
• Os participantes receberão um liquidificador pessoal para preparação de smoothie (valor ~ $ 25) que podem guardar.
• Diário alimentar digital: Os participantes serão solicitados a tirar fotos de todos os seus alimentos e bebidas (exceto água), incluindo os suplementos do estudo com seu dispositivo de computação móvel pessoal (por exemplo, smartphone, iPad ou similar). Os participantes deverão baixar o aplicativo móvel gratuito WhatsApp para enviar fotos com uma breve descrição dos alimentos. Fotos e descrição dos alimentos também podem ser enviadas para um endereço de e-mail criado para este estudo (food4microbes@sebs.rutgers.edu). O diário alimentar deve ser mantido durante o SPI de 5 dias e o período de wash-out, dia 0 (dia de pausa), o período de intervenção GP-SPI de 10 dias e até a coleta de sangue final no dia 11 (total de 17 dias). .
• Amostras de fezes: Os indivíduos receberão tubos contendo 95% de etanol e/ou tubos contendo 50% de glicerol (50% de água) junto com acessórios de papel higiênico para facilitar a autocoleta de amostras fecais; cada participante será instruído sobre o uso de materiais de coleta de fezes. As amostras fecais serão aliquotadas e armazenadas a -80 °C até a extração. A coleta de amostras fecais em glicerol a 50% e o congelamento imediato permitirão o cultivo de bactérias intestinais para experimentos in vitro.
• Formulário da escala de fezes de Bristol: Os participantes receberão o formulário da escala de fezes de Bristol (BSS) e serão solicitados a preenchê-lo para amostras de fezes coletadas nos dias -5, 0, 2, 4, 6, 8 e 10 do estudo. Foi demonstrado que a consistência das fezes está fortemente correlacionada com a riqueza e composição da microbiota intestinal, enterótipos e taxas de crescimento bacteriano. Os indivíduos que relatam pelo menos uma evacuação por dia serão recrutados para facilitar a conformidade com o protocolo do estudo. Além disso, o formulário BSS contém uma coluna extra para capturar informações sobre a menstruação durante o período de coleta de amostras, pois essa variável pode afetar os perfis de metabólitos ou bactérias.
• Amostras de urina: Os indivíduos receberão recipientes de coleta estéreis para coleta de amostras de urina nos dias 2, 4, 6, 8, 10 e solicitados a manter as amostras em geladeira a 4 °C até o transporte para o laboratório para manter a estabilidade do metabólito. Os participantes serão solicitados a trazer suas amostras ao laboratório o mais rápido possível, dentro de 2 a 3 dias após a coleta, para processamento. As amostras de urina serão aliquotadas e armazenadas a -80 °C até o processamento para estudos metabolômicos.
• Amostra de sangue: No dia 11, os indivíduos terão uma amostra de sangue final coletada. O sangue será utilizado para o teste de CMP e o soro preparado será aliquotado e armazenado a -80 °C até o processamento para análise de marcadores e metabolômica.

As amostras serão usadas para um estudo longitudinal de associação em todo o microbioma (MWAS) para identificar espécies/cepas de bactérias intestinais que estão positivamente ou negativamente associadas à suplementação de GP-SPI. A análise metabolômica será realizada em amostras coletadas de urina, fezes e sangue para identificar/quantificar metabólitos conhecidos e desconhecidos. O sequenciamento metagenômico shotgun será realizado em amostras fecais para gerar genomas de rascunho de alta qualidade para identificação em nível de espécie/cepa. Esses conjuntos de dados dinâmicos servirão como entrada para o MWAS correlacionar o aumento/diminuição dos níveis de espécies/cepas de bactérias intestinais com o aumento/diminuição de metabólitos. Essas associações bactérias-metabólitos serão usadas para inferir relações de causa e efeito que podem ser testadas in vitro e em modelos de camundongos. Esperamos que a conclusão bem-sucedida desses estudos contribua para explicações mecanicistas de como os polifenóis da dieta, como os PACs da uva, alteram a microbiota intestinal e o MM resultante para promover a saúde metabólica.