Влияние средиземноморской диеты на диабетическую болезнь сердца

Дизайн исследования: исследование представляет собой проспективное, неслепое, рандомизированное интервенционное клиническое исследование, сравнивающее ModMeD со стандартной кардиальной диетой у 48 (по 24 на группу) стационарных пациентов с СД II типа, которым назначено АКШ в MMC и которые должны оставаться в больнице в течение за четыре (4) или более дня до операции.

Хотя невозможно ослепить субъектов или клиницистов, лабораторные исследователи, обрабатывающие образцы и анализирующие биологические реакции на вмешательство, будут ослеплены. В частности, перед передачей в лабораторию образцы тканей будут деидентифицированы и закодированы.

Основная цель: определить, вызывает ли средиземноморская диета быстрые изменения содержания липидов (по данным масс-спектрометрии) и активности клеток сердца (по уровню экспрессии ERBB2) у пациентов с TIIIDM, перенесших операцию CABG в MMC.

Исследование оружия:

1. Стандартная кардиологическая диета при СД (SCaDMD) во время пребывания в стационаре (до и после операции АКШ)
2. Средиземноморская диета (MedD) во время пребывания в стационаре (до и после операции АКШ)

Набор субъектов: 48 стационарных взрослых (возраст ≥ 18 лет с диагнозом СД II типа с уровнем гемоглобина A1c выше 7,5% и ишемической болезнью сердца с плановой хирургической реваскуляризацией (АКШ)) будут зарегистрированы в MMC. Другие критерии включения включают запланированное предоперационное пребывание в больнице не менее 4 дней и готовность к ограниченному меню средиземноморской диеты на время пребывания в стационаре.

Процесс информированного согласия. В рамках частичного отказа от требований HIPAA, утвержденного IRB, клиническая бригада проведет скрининг подходящих пациентов, которым запланирована операция АКШ. Клиническая команда свяжется с подходящими субъектами, чтобы оценить их заинтересованность в участии в исследовании. Член исследовательской группы свяжется с пациентами, которые проявят интерес, чтобы полностью объяснить исследование и получить информированное согласие. Пациенты, которые подпишут форму информированного согласия на это исследование, согласятся на: 1) измерение исходных параметров тела 2) рандомизацию для употребления средиземноморской диеты или стандартной диеты для больных сахарным диабетом во время пребывания в больнице, 3) прохождение процедуры биопсии во время АКШ и сдать ткань миокарда желудочка размером примерно с рисовое зернышко, 4) сдать ткань, обычно выбрасываемую во время операции (ткань правого предсердия, скелетные мышцы и жир), 5) сдать в общей сложности 30 мл крови, собранной в 3 момента времени: до, во время и через 4 дня после операции АКШ, 6) для заполнения анкет об их потреблении пищи и 7) разрешить просмотр своей медицинской карты для получения информации о состоянии сердечно-сосудистой системы. Информированное согласие будет включать в себя детализированные обязанности пациента, такие как точное заполнение анкеты по диете и соблюдение диетических ограничений, в том числе требование о том, чтобы семьи пациентов не приносили пациентам продукты питания извне. Заинтересованным пациентам и их семьям будет предоставлена ​​возможность задать вопросы.

Процедуры исследования

Опросник по питанию: после получения информированного согласия все субъекты заполнят вопросник по питанию (DHQ II), предоставленный им зарегистрированным врачом-диетологом, работающим на этажах кардиологического стационара в MMC. DHQ II — это онлайн-опросник частоты приема пищи, разработанный NIH (https://epi.grants.cancer.gov/dhq2/about). Первоначальный DHQI был разработан Отделом оценки факторов риска и проверен, чтобы показать, что он обеспечивает разумные оценки питательных веществ 26-29. DHQII — это обновленная версия с 10 дополнительными продуктами питания (134 вместо 124) и 8 пищевыми добавками. DHQII имеет 4 версии, которые различаются по временным рамкам и вопросам размера порции. Мы будем использовать вариант на один месяц (Приложение А), который включает размеры порций. Это анкета, которую пациент должен заполнить самостоятельно, что занимает около часа. Субъектам будет предложена онлайн-версия на портативном планшете или бумажная версия. Данные DHQII будут проанализированы с использованием программного обеспечения Diet*Calc, бесплатно доступного в NCI (https://epi.grants.cancer.gov/dhq2/dietcalc/). Эта программа генерирует оценки потребления нутриентов и пищевых групп для стандартных версий DHQII, используемых в этом исследовании. Данные диетического вопросника позволят нам провести ряд предварительных анализов, которые ранее не предпринимались. Например, мы будем искать связь между обилием определенных видов липидов и потреблением пациентом ненасыщенных и насыщенных жиров.

Исходные антропометрические данные: Рост (м) и вес (кг) будут измеряться с использованием стандартного клинического оборудования и будут проверены членом исследовательской группы. Эта информация будет использоваться для расчета индекса массы тела (ИМТ) во время регистрации. Член исследовательской группы также измерит окружность талии и бедер.

Рандомизация: после того, как субъекты были проверены на соответствие требованиям и дали информированное согласие, они будут рандомизированы в соотношении 1: 1 для одного из двух диетических вмешательств. Рандомизация будет осуществляться статистиком исследования и будет включать стратификацию по полу в чередующихся блоках из 4 и 6. Для создания схемы рандомизации будет использоваться рандомизатор nQuery; список рандомизации будет помещен в запечатанные, непрозрачные, последовательно пронумерованные конверты, по одному набору для каждой страты. Во время рандомизации будет вскрыт следующий пронумерованный конверт для определения распределения по исследовательским группам. Исследователи-диетологи будут следить за тем, чтобы назначения диеты сообщались и выполнялись.

Стандартная кардиологическая диета (SCaDMD): В соответствии с текущими рекомендациями по питанию все субъекты получат стандартные инструкции и диетическое меню (Приложение B) от диетологов MMC. на основании диагнозов СД и коронарной болезни. Пациентам будет назначена сердечная диета, которая представляет собой диету с низким содержанием жиров, и, по желанию практикующего врача, в каждом конкретном случае могут быть включены дополнительные ограничения натрия или углеводов. Врачи-диетологи-исследователи будут контролировать ежедневную регистрацию рекордного потребления пищи с момента включения до 4-го дня после операции АКШ путем 1) прямого опроса, 2) просмотра заказов на питание, сделанных пациентом, и 3) осмотра подносов с едой после завершения приема пищи.

Средиземноморская диета (MedD): Зарегистрированные диетологи MMC создали подменю (Приложение C) из существующего стационарного меню MMC, которое соответствует средиземноморской диете, как описано Casas et al. (2016)20 и использовался в исследовании PREDIMED. Единственная разница между средиземноморской диетой, используемой в этом исследовании, и в исследовании PREDIMED заключается в исключении вина и софрито, соуса, используемого в качестве основы в испанской, итальянской, португальской и латиноамериканской кухне. Это было связано с ограничениями столовой MMC. После рандомизации диетологи-исследователи встретятся с субъектом, чтобы просмотреть ModMeD и направить их выбор продуктов питания. Диетологи-исследователи также встретятся с медицинскими сестрами, чтобы объяснить разницу между стандартной диетой и средиземноморской диетой, а также объяснить процедуры исследования для регистрации потребления пищи. Врачи-диетологи-исследователи будут контролировать запись потребления пищи ежедневно с момента включения до 4-го дня после операции АКШ путем 1) прямого опроса, 2) просмотра заказов на питание, сделанных пациентом, и 3) осмотра подносов с едой после завершения приема пищи.

Сбор биологических образцов. Ткань желудочков сердца, ткань сердца предсердий и скелетные межреберные мышцы будут взяты у участников исследования во время операции АКШ. Образцы крови будут собираться в трех временных точках: 1) при поступлении (в день анкетирования и антропоморфных измерений), 2) в день операции и 3) перед выпиской из больницы. Все образцы будут деидентифицированы, закодированы, упакованы в соответствии с правилами категории B и доставлены курьером в MMCRI. Образцы будут получены, зарегистрированы и обработаны обученным персоналом лаборатории. Любая избыточная ткань, не использованная для этого исследования, будет сохранена и распределена BioBank для неуказанных исследований, если для этой цели было получено согласие пациента.

Обращение с образцами: Образцы крови оставляют при комнатной температуре на 15–20 минут, а затем центрифугируют в течение 30 минут. Надосадочную жидкость (сыворотку) собирают и хранят на льду для транспортировки в MMCRI. Мы провели тесты для оценки стабильности липидов в сыворотке крови и обнаружили, что липиды стабильны до 3 часов при комнатной температуре. Все ткани будут заморожены как можно скорее и доставлены в замороженном виде на сухом льду в MMCRI. Все образцы сыворотки и тканей будут храниться при температуре -80ºC. Опыт показал, что в этих условиях образцы остаются неизменными более 1 года. Анализ проб будет проведен после того, как будут собраны все пробы.

Ткань желудочка: Биопсия эпикарда свободной стенки переднего левого желудочка (ЛЖ) (1,5 мм x 1,5-7 мм глубина/длина) будет получена у пациентов, перенесших шунтирование, их кардиохирургом во время операции25,30. В частности, биопсия будет выполняться после начала перфузии искусственного кровообращения и после пережатия аорты и проведения кардиоплегии. Для биопсии выбирается участок размером примерно с рисовое зерно на поверхности передней стенки левого желудочка, свободный от эпикардиального жира. Биопсия будет выполняться параллельно с другими процедурами для подготовки пациента к трансплантации и не будет увеличивать общее время операции. Ткань будет помещена в физиологический буферный раствор для выделения клеток или экстракции липидов для липидомного профиля. Выделение клеток будет выполнено как можно скорее после получения ткани в MMCRI. Ткань, которая будет использоваться для экстракции липидов, может быть заморожена при температуре -80ºC.

Ткань предсердия: Ткань предсердия будет получена из удаленного ушка правого предсердия (RAA) во время операции. Ткань предсердия значительно больше, чем биопсия желудочка, что позволяет нам разделить каждый образец. Одна часть будет помещена в физиологический буфер для выделения клеток. Второй кусок будет помещен в формалин и использован для иммунофлуоресценции. Третий будет храниться в растворе RNAlater® для стабилизации РНК до экстракции. Конечный кусок будет заморожен для выделения фракций кавеол, липидомного и белкового профилирования и вестерн-блоттинга.

Скелетная межреберная мышечная ткань: межреберная мышца удаляется во время операции, чтобы получить доступ к левой внутренней грудной артерии, которая используется для создания шунта. Отбракованные межреберные скелетные мышцы будут разделены на две части: одна заморожена для выделения фракций кавеол, липидомного и белкового профилирования и вестерн-блоттинга, а вторая либо помещена в формалин и использована для иммунофлуоресценции, либо помещена в физиологический буфер для выделения клеток, либо помещают в раствор RNAlater® для стабилизации РНК до экстракции.

Кровь: исходный образец крови будет взят через вену один раз перед операцией (в день введения опросника по диете, когда у пациента ежедневно берут кровь по клиническим показаниям) для оценки экспрессии моноцитов CAV, а также липидомных профилей плазмы. Последующие образцы крови будут взяты в два других временных интервала: в день операции через центральный катетер и через 4 дня после операции и перед выпиской через вену. Образцы крови будут собираться в 2 пробирки по 5 мл, пробирку с антикоагулянтом ACD (кислотный цитрат-декстроза) и пробирку SST с красной крышкой и охлаждаться или обрабатываться в течение 3 часов.

Сбор данных: Медицинские записи участников будут рассмотрены для извлечения демографических и клинических данных, как указано ниже. Сбор данных о пациентах будет происходить при зачислении и примерно через 1 месяц после операции (максимум в течение трех шести месяцев). Данные будут введены в специальную базу данных REDCap, соответствующую требованиям HIPAA, вместе с данными, относящимися к конкретному вмешательству (данные анкеты, антропоморфные измерения и информация о диете). Эти данные, включая имена пациентов и другие идентификаторы, будут доступны только клиническим исследователям. Лабораторные данные будут храниться отдельно. Клинические данные будут закодированы и экспортированы для сопоставления с лабораторными данными и анализа без других личных идентификаторов. Ссылка на код будет доступна только клиническим исследователям.

Личная информация

1. Имя
2. Дата рождения
3. Номер медицинской карты
4. День госпитализации
5. Дата операции
6. Дата выписки 7.7.2 Демография

1. Возраст (лет) 2. Пол (жен/муж) 3. Раса/этническая принадлежность (категории OMB) 4. Курение в анамнезе (никогда/бывшее/текущее; если бывшее/нынешнее, количество лет в пачке) 7.7.2 История болезни

1. Дата постановки диагноза
2. Уровни HbA1c
3. Стандартные данные профиля липидов 7.7.2 Информация о лекарствах на момент регистрации

1. Противодиабетические препараты (препараты, доза, частота) 2. Гиполипидемические препараты (препараты, доза, частота) 3. Антигипертензивные препараты (препараты, доза, частота) 7.7.3 Данные о пробной версии

1. Оценки диетического опросника по потреблению питательных веществ и пищевых групп
2. Антропоморфные измерения (рост, вес, ИМТ, окружность бедер и талии)
3. Ежедневное соблюдение диеты (да или нет; если нет, то какой продукт питания не соблюдался)
4. Суточная калорийность
5. Вес во время вмешательства
6. Время закупки образцов крови
7. Данные исследовательской лаборатории (данные экспрессии ERBB2, данные липидомики) 7.7.4 Клинические результаты

1. Лекарства при выписке. 2. Послеоперационная заболеваемость и выживаемость через 30 дней после операции.

8.0 Лабораторные процедуры

8.1 Уровни экспрессии ERBB и других белков. Экспрессию ERBB2 на клеточной поверхности в предсердных эндотелиальных клетках оценивают с помощью проточной цитометрии. Кроме того, уровни ERBB2, CAV1/3 и IRS-1 будут определяться вестерн-блоттингом с использованием специфических антител (CAV1: BD# 610058, сигнализация мыши или клеток; CAV3: BD# 610420, мышиный IRS-1: BD#611395). , мышь. pY989-IRS-1: Санта-Крус, SC-17200-R, кролик, всего ERBB2: Life Technologies. pERBB2/Tyr1248: Millipore, 06-229, в комбинации с FITC, конъюгированным с козьим антикроличьим IgG, Abcam, ab6717). Уровни pAkt будут оцениваться в циркулирующих моноцитах, собранных из цельной крови, а также в изолированных эндотелиальных клетках предсердий и желудочков.

Дополнительный анализ липидов и белков. Липидный состав исходных образцов плазмы будет сравниваться с составом, полученным из соответствующих образцов ткани предсердий и желудочков, чтобы оценить степень, в которой циркулирующие натощак липиды представляют содержание ткани.

Суспензия одиночных клеток без миоцитов будет приготовлена ​​из ткани предсердий с использованием расщепления коллагеназой II/диспазой II, как описано36. Уровни рецептора ERBB и CAV1 и 2 в сочетании с клеточно-специфическими маркерами будут измеряться с помощью проточной цитометрии.

Статистические соображения

Размер выборки/мощность: экспериментальные данные использовались для определения вероятных уровней нескольких показателей в нашей исследуемой популяции, и был выбран один для использования для анализа мощности, экспрессия ERBB2 на клеточной поверхности в эндотелиальных клетках предсердий. Пилотные данные с использованием проточной цитометрии на основе флуоресценции показали среднее значение 9,56 и стандартное отклонение 3,14 для этой меры у пациентов с диабетом (рис. 3). Таким образом, целевой размер выборки из 24 пациентов в каждой группе исследования позволит обнаружить разницу в 2,64 по этому показателю (предположительно, в контрольной группе он аналогичен нашим предварительным данным и выше в группе вмешательства) с мощностью 80% и уровень значимости 0,05. Вторичные анализы содержания липидов в плазме и передачи сигналов моноцитов будут представлять собой анализ повторных измерений, что добавит дополнительную мощность, учитывая, что у нас будет несколько наблюдений на человека, и отнимет некоторую мощность, учитывая необходимость корректировки значений p для множественных сравнений по моменту времени.

Анализы: это будет анализ намерения лечить. Успех рандомизации будет оцениваться путем сравнения характеристик пациентов на исходном уровне с использованием пропорций или средних значений и стандартных отклонений с использованием критерия хи-квадрат или t-критерия Стьюдента, в зависимости от ситуации. Внутригрупповые изменения (т. дельта-показатель) и между групповыми различиями в измерениях, проведенных в последовательные моменты времени (сыворотка крови), будут проанализированы с помощью повторных измерений смешанной модели ANOVA; потребуется смешанная модель, потому что пациенты, вероятно, имеют разную продолжительность диетического воздействия и, следовательно, разное количество повторных измерений. Представляющими интерес переменными являются время, группа лечения и время взаимодействия лечения. Результаты модели будут использоваться для оценки средних значений и изменений во времени для внутригрупповых и межгрупповых сравнений. Графические методы и значения p для конкретных моментов времени будут использоваться для определения временной динамики любых наблюдаемых изменений, например, насколько быстро диетическое вмешательство может привести к различиям в исследуемых показателях. Значимость будет определяться на уровне P<0,05 с соответствующей поправкой на множественные сравнения, где это применимо. В липидомных анализах будет установлен коэффициент ложного обнаружения 0,05, и будут сообщены значения P с поправкой на FDR. Линейная зависимость между изменением специфических сигнальных показателей (уровни ERBB) и изменением видов липидов (SM и другие классы) будет исследована с использованием коэффициента корреляции Пирсона. Анализ будет проводиться в SAS.