För att bestämma metabolomics och mikrobiomer efter konsumtion av tranbärsjuice bland unga kvinnor

Konsumtionen av tranbärsjuice har varit relaterad till förebyggande av urinvägsinfektion. Men på grund av tranbärsprodukternas bitterhet och sammandragning är följsamheten hos deltagare i tranbärsrelaterade kliniska prövningar dålig, vilket gör det svårt att ytterligare studera tranbärsjuices funktion. Följaktligen finns det ett trängande behov av ett effektivt tillvägagångssätt för att verifiera deltagarnas efterlevnad. I den tidigare studien har plasma- och urinmetabolom hos unga kvinnor efter konsumtion av tranbärsjuice undersökts med hjälp av en global UHPLC (Ultra high-performance liquid chromatography) -Q-Orbitrap-HRMS (High-resolution mass spectrometri) tillvägagångssätt. PLS-DA-analyser (Partial least squares discriminant analysis) visade att både plasma- och urinmetabolom hos unga kvinnor förändrades efter tranbärskonsumtion jämfört med baseline- och äppeljuicekonsumtion. Konsumtion av tranbärsjuice orsakade en större utsöndring av både exogena och endogena metaboliter. Dessa metaboliter har identifierats som kandidatbiomarkörer för konsumtion av tranbärsjuice. De etablerade modellerna PLS-DA (Partial least squares discriminant analysis) /OPLS-DA (Orthogonal partial least squares discriminant analysis) ger en möjlighet att identifiera tranbärsjuicekonsumenter.

Det är okänt om konsumtion av tranbärsjuice påverkar tarmens mikrobiotaprofil hos människa. Men flera studier antydde att en polyfenolrik diet förbättrar tarmens mikrobiotaprofil. Den tidigare in vitro-studien med human tarmmikrobiota indikerade att mikrobiell katabolism av tranbärsprocyanidiner av A-typ producerade metaboliter med olika profiler och strukturer jämfört med de från procyanidiner av B-typ.

Att förstå mikrobiomförändringar i mänsklig tarm kommer att göra det möjligt för utredarna att korrelera och förklara metabolomförändringar i urin och blod, och kommer också att förklara hälsofördelarna med tranbär.

Med alla prover som kommer att samlas in i denna studie kan metabolomiska förändringar mellan korttidsbehandling av tranbärsjuice (3 dagar) och långtidsbehandling (21 dagar) jämföras. Eftersom tranbärsjuicens urinvägsskyddande effekter ofta är förknippade med kronisk konsumtion, förväntas fler metabolomiska förändringar identifieras av en långtidsstudie.

Forskningsplan:

Specifikt mål 1: Tjugo (20) friska kvinnliga studenter i åldern 18-29 med normalt BMI (Body mass index) (18,5-25) och minst 110 pounds i vikt kommer att rekryteras på UF (University of Florida) campus.

Annons kommer att vara i form av flygblad. Kontaktinformation till utredarna kommer att inkluderas i flygbladet. Frågeformulär kommer att användas för att få information om ämnen för förundersökning. Alla deltagare kommer att få skriftlig och muntlig information om de naturliga och potentiella riskerna med studien.

Deltagarna kommer att uppmanas att undvika proantocyanidinrika livsmedel inklusive tranbär, blåbär, jordgubbar, plommon, hallon, äpple, vindruvor, druvkärneextrakt, pycnogenol, rött vin, te, choklad och andra kakaoprodukter eller andra tranbärsbaserade kosttillskott från början av 10. -dag (1:a-9:e) löper under perioden till slutet av studien. Deltagarna kommer att föreslås att konsumera apelsin, vattenmelon, honungsdagg, cantaloupe som ersättning. Urin- och avföringsprovtagningssatser kommer att delas ut till alla deltagare och deltagarna kommer att utbildas i att använda insamlingssatserna. Ett fekalt prov kommer att samlas in av deltagarna under vilken dag som helst från den 7:e till 9:e dagen. På den 10:e dagen på morgonen kommer det snabba urinprovet att tas över natten och försökspersonerna kommer att ta ett blodprov (2 rör, totalt 30 ml). Frukost kommer att tillhandahållas för deltagarna efter fastande blodprovssamling. En utbildad och certifierad phlebotomist kommer att anlitas för att ta blod. Efter att ha tagit blod kommer varje deltagare att konsumera 1 flaska (250 ml) tranbärs- eller placebojuice och ytterligare 5 flaskor tranbärs- eller placebojuice kommer att ges till varje försöksperson att konsumera på kvällen den 10:e dagen och på morgonen och kvällen 11:e och 12:e dagen. Ett fekalt prov kommer också att tas under den 12:e-4:e dagen. Alla försökspersoner kommer att återvända till den kliniska enheten på morgonen den 13:e dagen med ett självuppsamlat snabbt urinprov över natten och blodprover kommer att samlas in 30-60 minuter efter att deltagarna har konsumerat 1 flaska tranbärs- eller placebojuice. Tranbärs- eller placebojuice kommer att distribueras till var och en av försökspersonerna att konsumera på kvällen den 13:e dagen och på morgonen och kvällen under den 14:e-29:e dagen. Mötet kommer att schemaläggas varje vecka eller på begäran av deltagare under den 14:e till 29:e dagen. Ett fekalt prov kommer att samlas in under den 29:e till 31:a dagen. På morgonen den 30:e dagen kommer snabba urinprov över natten att tas själv och försökspersonerna kommer att ta ett blodprov efter att ha konsumerat tranbärsjuice eller placebo. Efter 14 dagars tvättperiod kommer deltagarna att byta till den alternativa kuren och upprepa protokollet. Alla prover som samlas in kommer att alikvoteras och förvaras i -80°C. Det är osannolikt att det händer, men om någon person har några allvarliga negativa effekter efter juicekonsumtion, kommer deltagaren att tas bort från studien beroende på hennes situation av säkerhetsskäl.

Beredning av urin- och plasmaprov som tagits på den 13:e, 48:e dagen (3 dagar senare efter tranbärsjuice/placebokonsumtion) kommer att följa etablerade protokoll. LC-HRMS (vätskekromatografi - högupplöst masspektrometri) data kommer att normaliseras och importeras till SIMCA (version 13.0.3, Umetrics, Umeå, Sverige) för att använda tidigare etablerade PLS-DA (Partial least squares discriminant analysis) /OPLS-DA (Orthogonal partial least squares discriminant analysis) modeller för att blint identifiera tranbärsjuicekonsumenter. Resultaten kommer att skickas till Ocean Spray för verifiering.

Specifikt mål 2:

Baslinjefekala prover och fekala prov som samlats in runt den 30:e, 65:e dagen (21 dagar senare efter tranbärsjuice/placebokonsumtion) kommer att analyseras för mikrobiomsammansättning. Genomiskt mikrobiellt DNA kommer att extraheras från avföringsprover med hjälp av MoBlo Power jord-DNA-isoleringssatser. Mikrobiotaförändringar i tarmen kommer att korreleras med metabolomförändringar i urinen med hjälp av redundans och diskriminantanalys. Fekalt mucin och IgA (Immunoglobulin A, indikatorer på tarmbarriär), kortkedjiga fettsyror och ammoniak i avföringsproverna kommer att analyseras med hjälp av specifika analyskit eller HPLC-metoden (High-performance liquid chromatography).

Specifikt mål 3:

Beredning av urin- och plasmaprov som tagits på den 30:e, 65:e dagen (21 dagar senare efter tranbärsjuice/placebokonsumtion) kommer att följa etablerade protokoll. UHPLC (Ultra high-performance liquid chromatography) -Q-Orbitrap-HRMS (High-resolution mass spectrometri) analyser, multivariat databehandling och statistisk analys kommer att vara samma som experimentprocessen som diskuteras i Specifikt mål 2.