Gemenskapsbaserad klinisk prövning med mikrobiota riktad komplementär mat (MDCF) gjord av lokalt tillgängliga livsmedelsingredienser för hantering av barn med post-severe akut undernäring Måttlig akut undernäring (post-SAM MAM)

Bakgrund:

Måttlig akut undernäring (MAM), ett stort globalt hälsoproblem, definieras som slöseri (dvs. vikt-för-höjd mellan <-2 och -3 Z-poäng enligt WHO Child Growth Standards) och/eller mid-upper-arm circumference (MUAC) större eller lika med 115 mm och mindre än 125 mm. Enligt Global Nutrition Report 2017 var 8 % eller 52 miljoner barn under fem år akut undernärda globalt 2016 och hämmande eller kronisk undernäring drabbade 23 % eller 155 miljoner barn. Ungefär vart sjätte barn under 5 år i Sydasien led av MAM 2013 (dvs. 17 %). Dessa barn löper ökad risk för allvarlig akut undernäring (SAM), och har tre gånger högre risk att dö i vanliga smittsamma sjukdomar än de välnärda jämnärna. Bangladesh har en av de högsta undernäringsbördan för barn i världen. Enligt Bangladesh Demographic Health Survey 2014 är förekomsten av hämning i landet 36 % bland barn under fem år, bland dem lider 12 % av allvarlig hämning (LAZ <-3).1 Omkring 15 % av barnen går till spillo (vikt- för-längd, WLZ <-2); mer än 2 miljoner barn lider av MAM, medan 3 % eller 450 000 barn lider av den dödliga formen av SAM. Undernäring kostar Bangladesh uppskattningsvis 1 miljard USD per år.

Enligt WHO:s rekommendationer behöver spädbarn och barn i åldern 6-59 månader med MAM konsumera näringstät mat för att tillgodose deras extra behov av vikt- och längduppgång och funktionell återhämtning. För närvarande finns det inga evidensinformerade rekommendationer om sammansättningen av kompletterande livsmedel som används för att behandla barn med MAM. Insatser för att komma till rätta med undernäring bör därför inkludera en stark komponent i MAM-hantering. Förebyggande av MAM bör beaktas i livsmedelsförsörjning och andra utvecklingsstrategier eftersom situationen blir kritisk i befolkningar där livsmedelsosäkerheten är utbredd. Det är därför viktigt att utveckla insatser som är beroende av lokalt tillgängliga livsmedelsingredienser som i små mängder kan utnyttja den välgörande kraften hos tarmmikrobiotan på spädbarns- och barntillväxt.

En av de viktigaste faktorerna som begränsar effekten av näringsinsatser är de undernärda barnens oförmåga att öka sitt intag för att möta ökade metaboliska krav. I samarbetsstudier mellan icddr,b och Gordon Lab vid Washington University i St. Louis under Jumpstart Phase of the Breast Milk, Microbiota and Immunity (BMMI) Project, tillämpade vi Random Forests på bakteriell 16S rRNA (ribosomal RiboNucleic Acid) datauppsättningar genereras från månatliga avföringsprover från en födelsekohort av barn som bor i en urban slum i Dhaka, Bangladesh. Dessa barn uppvisade konsekvent sund tillväxt (WLZ -0,32+0,98). Bakteriestammar identifierades vars proportionella representation definierar en frisk tarmmikrobiota när den samlas under de första 2-3 postnatala åren. I en randomiserad klinisk prövning vid icddr,b av två terapeutiska livsmedel (importerad terapeutisk mat som är färdig att använda [RUTF, Plumpy'Nut] kontra lokalt beredd ris/linsbaserad Khichuri och Halwa) i Bangladeshiska barn med allvarlig akut undernäring (SAM) ), observerades att mikrobiota-omognaden är ofullständigt och endast tillfälligt förbättrad, med barn som förblir påtagligt hämmade och underviktiga under uppföljningsperioden. Bangladeshiska barn med MAM uppvisade också betydande mikrobiota-omognad, även om de var mindre allvarliga än barn med SAM. Mikrobiota-omognad fungerar således som en potentiell biomarkör för att identifiera spädbarn som löper risk för undernäring och för att övervaka behandlings- och förebyggande strategier. I vår tidigare studie som godkändes av ERC (PR-09023), jämförde vi tarmmikrobiotan hos friska barn som bor i slummen i Mirpur med barn inlagda på sjukhus för behandling av allvarlig akut undernäring. Mikrobiotan bedömdes genom 16S Ribosomal RNA-sekvensering. Vi fann att tarmmikrobiotan hos barn med SAM ligger kronologiskt efter mikrobiotan hos friska barn. Till exempel kan ett tvåårigt barn med SAM ha en tarmmikrobiota som liknar den hos ett ettårigt friskt barn. Detta är känt som omognad av tarmmikrobiotan. Vi har utvecklat två mått för att representera denna tarmomognad - det relativa mikrobiotamognadsindexet och mikrobiota för ålder Z-poäng; SAM är förknippat med signifikant relativ mikrobiota-omognad som endast delvis förbättras efter näringsinterventioner. .

Vi har nyligen utvecklat färdiga terapeutiska livsmedel med lokalt tillgängliga livsmedelsingredienser-ris, linser och kikärter som är kulturellt relevanta och acceptabla. Vi fann genom en dubbelblind RCT (Randomized Controlled Trial) att den bangladeshiska kikärtsbaserade och ris-linsbaserade RUTF (Ready To Use Therapeutic Food) vi utvecklade var lika effektiva som den kommersiella jordnötsbaserade RUTF och väl accepterad av barn med SAM. Genom en kombination av ovan nämnda RCT och kliniska translationsstudier genomförda under de senaste 7-8 åren har vi identifierat tillväxtbefrämjande åldersdiskriminerande nyttig mikrobiota och lokalt tillgängliga livsmedelsingredienser som stödjer spridningen av dessa nyttiga mikrobioter. Dessutom har tidigare studier gjorda på gnotobiotiska djur i Washington University Center for Genome Science lett oss till att föreslå att en kombination av livsmedelsingredienser (kikärter, sojamjöl, jordnötter och grön banan) som är informerad av studier gjorda i Dhaka kommer att vara värd att studera med respekt till kostens inverkan på att stimulera spridning av tillväxtdiskriminerande mikrobiota samt kostnad och hållbarhet.

Nyligen slutförde vi framgångsrikt en IRB-godkänd studie, "Pre-Proof of Concept kliniska prövningar för att optimera blymikrobiota-riktade komplementära livsmedel (MDCF) prototyper för deras förmåga att reparera mikrobiota omognad och fastställa deras organoleptiska acceptans" (PR-16099). Huvudsyftet med denna pilotstudie var att visa ett Pre-proof of Concept att vissa kompletterande livsmedel skulle ha en gynnsam effekt på små barn som lider av MAM, genom att stimulera spridningen av vissa medlemmar av tarmmikrobiota som är kända för sina tillväxtfrämjande effekter . I den pilotstudien undersökte vi Microbiota-for-age Z-poäng (MAZ) såväl som effekten av spridning av goda medlemmar av tarmmikrobiotan på vissa kroppssystem. Denna studie utformades för att testa effekterna av tre lokalt producerade MDCF-prototyper (MDCF-1, MDCF-2 och MDCF-3) och en lokalt producerad ris-linsbaserad RUSF. Resultaten av Pre POC-pilotförsöket visade slutgiltigt att en av de tre MDCF (nämligen MDCF-2) var associerad med ökade nivåer av vissa aminosyror som har en nyckelroll i utvecklingen av långa ben, utveckling av hjärnan och ökad produktion av IGF-1 (Insulin like Growth Factor-1) som är kritiska faktorer i biologin för barns tillväxt. Det är också effektivt för att stimulera tillväxten av tillväxtbefrämjande medlemmar av tarmmikrobiotan, till exempel Faecalibacterium prausnitzii. Baserat på resultatet av denna Pre-POC-pilotstudie planerar vi nu att göra en större klinisk prövning med den mest lovande MDCF-2 för hantering av Post-SAM MAM-barn med den primära slutpunkten linjär tillväxt.

Forskningsdesign och metoder Vi kommer att genomföra en klinisk prövning bland 12-18 månader gamla barn med Post-SAM MAM (WLZ <-2 till -3) under cirka två år. Försöket kommer att genomföras på Bauniabadh och RADDA MCH-FP-kliniken i Mirpur-området i staden Dhaka och vid Special Nutrition Unit (SNU) som drivs av Terre des Hommes (TdH) i Kurigram. TdH SNU har valts ut för att vi vill påskynda registreringen och vi har en bra erfarenhet av att arbeta där; den senaste effektprövningen vi genomförde på våra lokala RUTF:er gjordes också delvis där. Barn kommer att screenas och registreras genom hushållsundersökning av fältforskningsassistenter (FRA) enligt fördefinierade inklusionskriterier. Genom att uppfylla inskrivningskriterierna och efter att ha erhållit samtycke för studiedeltagande från föräldrar eller vårdnadshavare, kommer barnen med respektive mamma/vårdgivare att registreras och slumpmässigt tilldelas en av de två armarna enligt datorgenererade slumptal. Koden för tilldelad typ av diet kommer att förvaras i slutna ogenomskinliga kuvert för varje individ, och kommer att öppnas först när vårdgivaren undertecknar samtyckesformuläret. Denna prövning kommer inte att falla under någon typisk läkemedelsprövning. Men om vi ska överväga detta försök under någon fas, så skulle det falla under fas II, eftersom vi redan har gjort ett pilotförsök som tittar på inverkan på mikrobiota för ålder Z-poäng såväl som negativa effekter.

Först och främst kommer det att vara stabiliseringsfasen, som kommer att vara i 4-8 dagar, under den tiden kommer varje barn att hanteras enligt WHO (World Health Organization) / icddr,b riktlinjer för hantering av SAM. Detta inkluderar programmerad utfodring, tillskott av mikronäringsämnen, förnuftig rehydrering, bredspektrum antibiotikabehandling och omedelbar upptäckt och hantering av komplikationer. Efter återhämtning från stabiliseringsfasen kommer näringsrehabiliteringen att fortsätta i cirka 2 veckor, under vilken icddr,b-standarden för vård kostprotokoll baserat på de lokala dieterna Halwa och Khichuri kommer att serveras. Efter examen från SAM till MAM (ödemfri WLZ <-2), kommer barn att slumpmässigt tilldelas en av de två armarna (Ris-linsbaserad RUSF och MDCF-2).

Komponenten för nutritionsrehabilitering efter randomisering kommer att ha 3 faser. Den första fasen kommer att involvera matning på plats av kosten två gånger dagligen i 1 månad på näringscentra etablerade i Mirpur och Kurigram. Den andra fasen kommer att innebära att barnen matas en gång på näringscentret och en gång hemma. Under den tredje fasen kommer barnen att matas med dieterna två gånger dagligen hemma. Barnen kommer att observeras i 4 veckor i post-interventionsfasen. Under hela studieperioden kommer antropometriska data, matdiversitetsdata och prover (blod, avföring och urin) att samlas in. Vi kommer att samla in veckovisa kvalitativa dietintagsdata för de senaste 24 timmarna genom att använda Food Frequency Questionnaires under kostinterventionen för alla studiedeltagare.

Randomisering Efter stabiliserings- och näringsrehabiliteringsfaserna när barnen kommer till MAM-tillstånd kommer de att slumpmässigt tilldelas en av de två armarna (Ris-linsbaserad RUSF och MDCF-2). Koden för den tilldelade typen av behandlingar kommer att förvaras i slutna ogenomskinliga kuvert tills den tilldelas ett inskrivet barn.

Arm 1- Ris-linsbaserad RUSF (motiv: referensstandard för vård för post-SAM, MAM; baserat på kunskap om dess effekter på barns tillväxt och tarmmikrobiotan) Arm 2- MDCF-2 prototyp med fyra gratis livsmedelsingredienser utan pulver mjölk (motivering: leda med bevis från den nyligen avslutade pre-POC kliniska studien för att främja tillväxtfrämjande mikrobiota och positiva effekter på tillväxt).

Rekrytering, screening och samtycke Barn med SAM kommer att identifieras genom direkt observation och screening på icddr,b Dhaka Hospital, RADDA-MCH-FP Clinic i Mirpur, SNU of TdH i Kurigram, såväl som genom screening i samhällena i Mirpur och Sadar, Ulipur och Chilmari Upazilas i Kurigram-distriktet. De som behöver stabiliseringsvård kommer att tas in i ovan nämnda anläggningar där standardvården för akutfasbehandling av SAM kommer att ges. I korthet; denna stabiliseringsvård är baserad på programmerad utfodring, tillskott av mikronäringsämnen, förnuftig rehydrering, bredspektrum antibiotikabehandling och omedelbar upptäckt och hantering av komplikationer. De kommer därefter att behandlas med det standardiserade dietprotokollet för nutritionsrehabilitering. Efter examen till MAM kommer föräldrar till barn som uppfyller MAM-kriterierna för MAM-försök efter SAM att kontaktas om inskrivning till studien. En utbildad fältforskningsassistent (FRA) kommer att förklara studien i detalj, svara på eventuella frågor från föräldern/föräldrarna och bjuda in föräldern/föräldrarna att registrera barnet i studien.

I början av studien kommer information att sökas om de demografiska egenskaperna och FRA kommer att registrera barnens vikt med hjälp av en digital våg med 2 g precision (Seca, modell 728, Tyskland), längd (med infantometer, Seca, modell 416, Tyskland ), och mitten av överarmens omkrets till närmaste mm (med en icke-stretch insättningstejp). Antropometri kommer att göras enligt standardprocedurerna. Studiedeltagare kommer att uppmanas att komma till det utsedda näringscentret för näringsterapi för att säkerställa intag av MDCF/RUSF. De kommer att få ett telefonnummer för att nå klinikpersonalen, och en medlem av personalen kan besöka en familjs hushåll för direkt observerad näringsterapi efter överenskommelse om det behövs. Den programmerade utfodringen av MDCF-2 eller RUSF under tre månader efter näringsrehabilitering illustreras i figuren.

Beredning av MDCF-2 och RUSF:

Baserat på kompatibla kombinationer av kompletterande livsmedelsingredienser identifierade i Pre-POC-studien som nämns ovan, kommer vi att förbereda MDCF-2 såväl som RUSF vid icddr,b Food Processing-anläggningen i Mirpur och i Kurigram i tillräckliga mängder för den kliniska studien. De två dieterna kommer att matchas i energitäthet och innehåll av mikronäringsämnen. Energitätheten för MDCF-2 är inriktad på 125 kcal/25 g (per portion), och kalorifördelningen är inriktad på att vara 45-50 procent från fett och 8-10 procent från protein. De två portionerna av MDCF-2 eller RUSF kommer att ge 250 Kcal och de nödvändiga mikronäringsämnena förutom att tillhandahålla substratet för den fördelaktiga mikrobiotaproliferationen. Portionerna är tänkta att vara en påfyllning till den vanliga dieten som dessa barn får hemma. Mödrar/primärvårdare kommer att uppmanas att behålla sina barns nuvarande kost- och amningsrutiner.

Experiment med utveckling av MDCF-2-prototyperna och bedömning av de organoleptiska egenskaperna har gjorts i den kliniska pre-POC-studien.

Mat kommer att tillagas varje dag för att säkerställa att inga oväntade föroreningar och näringsförluster inträffar under beredningen. Även om råa livsmedelsingredienser kommer att anskaffas mycket noggrant från den lokala marknaden och lagras i rimliga mängder, kommer vi att förbereda, dispensera och mata barnen samma dag som MDCF-2 och RUSF förbereds.

Efter att ha mottagit råvarorna (ris/lins/kikärter) tar vi ut främmande material/korn eller frön (om det finns några) de kan kasseras och sedan i en öppen panna rostas råvarorna. Vi kommer att hålla temperaturen på 120-130°C för stekning. Vanligtvis tar det 8-10 minuter att rosta 100g av varje råvara. Kontinuerlig omrörning är viktigt för att säkerställa rostning av enstaka frön/korn. Efter avslutad rostning kommer vi att hålla den åt sidan för kylning och sedan maler vi. Vi tar pulvret och silar det med en sil. Efter att ha silat 4 till 5 gånger tar vi det fina pulvret för att blandas med de andra ingredienserna (mjölkpulver/olja). Vi kommer också att mala sockret och det fina pulvret kommer att användas för att blanda. Slutligen kommer vi att tillsätta det förvägda premixpulvret. Bearbetningen av hel grön banan skiljer sig från de andra ingredienserna. Grön banan med skal läggs i en djup kastrull i kokande vatten (100°C-110°C) och kokas i ca 17-20 minuter tills de är kokta och mjuka. Skalet på den gröna bananen kommer att skalas av och den ätbara vita delen tas och rivs i små bitar. Sedan tas de upp i en kastrull och får svalna. Vi ska krossa de små bananbitarna med sked/handkross. Vikterna för alla andra ingredienser kommer att registreras. Potentiella recept kommer att produceras i små omgångar genom att blanda alla ingredienser i en elektrisk mixer. Beredning av mat under olika steg, det vill säga rostning, minskning av partikelstorleken, homogen blandning och tillförsel till näringscentralerna kommer att övervakas av icddr,b-utredare. Mat kommer att tillagas varje dag för att säkerställa att inga oväntade föroreningar och näringsförluster inträffar under beredningen. Även om råa livsmedelsingredienser kommer att anskaffas mycket noggrant från den lokala marknaden och lagras i rimliga mängder, kommer vi att förbereda, dispensera och mata barnen samma dag som MDCF och RUSF förbereds.

Matningspass:

Barnen och mammorna/vårdarna kommer att uppmanas att komma till de näringscentrum som är etablerade på platserna, helst mellan 9-11 och 15-17 varje dag under den första månaden. Mödrarna kommer att uppmanas att inte ge någon mat och bröstmjölk under de 2 timmarna före den observerade måltidstiden. Barnet kommer att erbjudas 25 gram MDCF-2 eller RUSF per portion enligt randomisering. Mödrarna kommer att bli ombedda att mata den förvägda dieten med skedar till sina barn tills hon/hon vägrar att äta, enligt beskrivningen nedan. Efter två minuters paus kommer samma diet att erbjudas en andra gång tills han/hon vägrar igen. Efter en andra paus på två minuter kommer dieten att erbjudas en tredje gång tills den avvisas igen. Efter denna tredje vägran kommer matningsepisoden att betraktas som "avbruten". Matningens varaktighet (exklusive de mellanliggande "viloperioderna") kommer att registreras med stoppur, och den totala utfodringens varaktighet kommer att noteras. Detta matningsavsnitt kommer att pågå i högst 60 minuter. Uppmätta volymer vanligt vatten kommer också att anges och mängden vatten som tas under denna måltidsperiod på 60 minuter kommer att mätas. Matningsavsnittet kommer att ske under direkt övervakning av utbildad studiepersonal. Barn kommer att anses vägra ytterligare intag om de flyttar huvudet bort från maten, gråter, klämmer ihop munnen eller kniper ihop tänderna, eller blir upprörda, spottar ut maten eller vägrar att svälja. Mängden MDCF-2/RUSF som faktiskt intas kommer att beräknas genom att subtrahera överbliven mängd från den erbjudna mängden, eller genom att fråga mamman när den matas hemma. De inskrivna barnen kommer att övervakas dagligen av fältforskningsassistenter för eventuella biverkningar/biverkningar (t. hudutslag, urtikaria på grund av födoämnesallergi eller några betydande förändringar i klinisk status) i en vecka. Om några biverkningar/biverkningar observeras kommer de att behandlas enligt vårdstandard. Ett standardiserat produktionsförfarande kommer att följas för att kontrollera kvaliteten på RUSF och MDCF-2. Varje barn kommer att erbjudas 25 g av kosten två gånger dagligen på matcentret under de första 4 veckorna. Under den följande månaden kommer barnet att erbjudas 25 g av kosten på utfodringscentret och ytterligare 25 g kommer att tillhandahållas i en ren behållare för att mata hemma. Under den tredje månaden kommer två separata behållare som innehåller 25 g diet att tillhandahållas varje dag till varje inskrivet barn i deltagarens hem. Matningsinformation kommer att samlas in från mammor och konsumerad mängd kommer att mätas från vänster ut. Mat kommer att förvaras i sterila behållare och i rumstemperatur mellan matningspasset. Kvaliteten på maten kommer att säkerställas genom att prover av den beredda maten testas för mikrober och mögel varannan månad på icddr,b. Prover som väljs ut för testning inkluderar mat som lagras i 2 och 6 timmar efter tillagning. Proverna kommer också att testas för aflatoxin var sjätte månad vid SGS Laboratories, Delhi.

I denna studie kommer näringsstatus att bedömas genom antropometri, jämförd med WHO:s tillväxtreferensstandarder. I början av studien kommer information att sökas om de demografiska egenskaperna (familjernas förmögenhet, boendestandard, familjestruktur och föräldraegenskaper etc.), och FRA kommer att registrera barnens vikt med hjälp av en digital våg med 2g precision (Seca, modell 728, Tyskland), längd (med infantometer, Seca, modell 416, Tyskland), och mitten av överarmens omkrets till närmaste mm (med en icke-stretch insättningstejp). Antropometri kommer att göras enligt standardprocedurerna och alla mätningar kommer att göras tre gånger och medelvärdet kommer att registreras.

Avföringsprovtagning I den akuta stabiliseringsfasen kommer fekala prover att tas varje alternativ dag. Under rehabiliteringsfasen kommer veckovisa fekala prover (1-2g) att samlas in inom 30 minuter efter produktionen (hemma och transporteras tillbaka till icddr,b) med hjälp av kväveprovtagnings-SOP (Standard Operating Procedure) som användes under den senaste tiden Pre-POC klinisk prövning (Bilaga-A). Prover kommer att förvaras vid -80◦C innan de skickas till Gordon Lab i slutet av varje studie för analys av mikrobiotamognad (uppmätt före, under och efter avslutad behandling med MDCF-2 och RUSF) och PCR-baserad bedömning av enteropatogen börda i fekala prover (uppmätt före och efter MDCF-2-behandling). Totalt 12 fekala prover kommer att samlas in från varje barn vid olika tidpunkter under hela studieperioden. Om man antar 62 studiedeltagare/arm, kommer totalt 1488 fekala prover att samlas in i denna studie. Tillsammans med det kommer 2 g avföringsprov att samlas in från mödrarna i början av stabiliseringsfasen.

Urinprovtagning Totalt 7 urinprover (2 ml vardera) kommer att samlas in från varje barn vid olika tidpunkter under hela studieperioden. Om man antar 62 studiedeltagare/arm, kommer totalt 868 urinprov att samlas in i denna studie. Tillsammans med det kommer 5 ml urinprov att samlas in från mödrarna i början av stabiliseringsfasen.

Blodprovtagning Totalt 4 blodprover (2 ml vardera) kommer att samlas in vid olika tidpunkter under hela studieperioden. Var och en kommer att samlas in från varje barn i början av stabiliseringsfasen, före intervention; slutet av första interventionsmånaden och strax efter att interventionen är klar.

Om man antar 62 studiedeltagare/arm, kommer totalt 496 plasmaprover att samlas in i denna studie. Tillsammans med det kommer 5 ml blodprov att samlas in från mammorna i början av stabiliseringsfasen.

Moderns näringsstatus är associerad med barns näringsstatus, vilket framgår av resultaten från vår åttaländers MAL-ED-studie. Dessutom var prenatala och maternala faktorer tidiga bestämningsfaktorer för lägre längd för ålder, och deras bidrag förblev viktigt under de första 24 månaderna av livet. Som sådan kommer vi att registrera moderns längd och vikt. För att förstå moderns biologiska näringstillstånd kommer inskrivningsprover av avföring, blod och urin att tillfrågas av modern. Dessa prover kommer att analyseras för tarmmikrobiota och proteomik, och resultaten korreleras med de inskrivna barnen.

Antropometri Barnets ålder kommer att verifieras mot dokumentation (födelsebevis eller immuniseringskort, om det finns) eller vårdgivarens rapport om barnets födelsedatum. Längden kommer att mätas med en infantometer som är känslig för 0,1 cm. Kroppsvikten kommer att mätas med en balans som är känslig för 2g (SECA 7281321009, Hamburg, Tyskland). Längd-för-ålder (LAZ), vikt-för-längd (WLZ) och vikt-för-ålder (WAZ) Z-poäng kommer att beräknas enligt WHO:s tillväxtstandarder för Multicenter Growth Reference Study (MGRS). Ödem kommer att undersökas genom att trycka på ovansidan av båda fötterna i 3 sekunder. Mitt-överarmens omkrets (MUAC) kommer att mätas med TALC MUAC-tejp (UK). Regelbunden standardisering av mätutrustningen kommer att göras med standarder varje dag av utbildad fältforskare.

Analyser av plasma- och fekala prover Plasmaprover som samlas in från denna studie kommer att skickas till Dr Jeffrey Gordons labb i Center for Genome Sciences and Systems Biology vid Washington University i St. Louis. Avancerade masspektroskopiska och immunoanalysbaserade metoder kommer att användas för att erhålla ny kunskap om rollen av tarmmikrobiota omognad och effekterna av att försöka akut reparera denna omognad med blymikrobiota-riktad komplementär mat (MDCF-2) på biomarkörer och mediatorer av sund tillväxt. Jämförelser kommer att göras med kontrollgruppen (dvs de som konsumerar referens RUSF-standard). Riktad ultrapresterande vätskekromatografi-masspektrometri (UPLC-MS) och gaskromatografi-masspektrometri (GC-MS) kommer att användas för att profilera analyter av specifikt intresse i plasma- och/eller fekala prover inklusive gallsyror och kortkedjiga fettsyror (SCFAs) ); markörer för mitokondriell funktion (t.ex. p-hydroxibutyrat, acylkarnitiner/acylCoAs, TCA-cykelintermediärer); aminosyror i serum plus fekala prover [grenkedjeaminosyror, tryptofan och tryptofanmetaboliter relaterade till tillväxt och inflammatorisk status, inklusive de som produceras av bakteriell tryptofanmetabolism (t.ex. indolättiksyraderivat)]. Dessutom nyckelmediatorer/biomarkörer för linjär tillväxt (t.ex. tillväxthormon och IGF-1), energianvändning (insulin, leptin) och benbiologi [IL-6 (interleukin-6), osteoprotegerin, den C-terminala peptiden av typ I kollagen (CTX, en markör för osteoklastaktivitet/benresorption), och den aminoterminala propeptiden av typ 1 prokollagen (P1NP, en markör för osteoblastaktivitet/benbildning)], och systemisk inflammation (CRP, AGP) kommer att vara kvantifieras med hjälp av etablerade ELISA/Luminex-analyser. Proteiner i blodet kommer att identifieras med SOMAlogic-skanningen som tillåter identifiering av mer än 1300 olika proteiner. Den proteomiska studien som gjordes på plasmaprover från barn med SAM i vår tidigare Pre-POC-studie som gjordes i Dhaka har redan visat ett antal signifikanta och kliniskt relevanta samband mellan vissa proteiner och kliniska fenotyper med hjälp av SOMAlogic-skanningen.

Information som samlas in kommer att användas för att välja ut mänskliga fekala prover för transplantation till bakteriefria djur; dessa djur, som kommer att matas med dieter från sina mänskliga mikrobiotadonatorer, kommer att användas för att ytterligare karakterisera mekanismerna som länkar MDCF-2-prototyper, tarmmikrobiotan och värdfysiologi/metabolism. Dessutom kommer dessa plasma- och fekala biomarkörer att användas för att fastställa att MDCF-2 främjar reparation av mikrobiota omognad och förbättrar det biologiska tillståndet hos barn.

Beräkning av provstorlek I pre-POC-försöket med olika MDCF:er var baseline-vikt-för-längd Z-poängen för barn som fick MDCF2 (Microbiota Directed Complementary Food 2) -2,2 och efter en månads tillskott var -1,7. Om vi ​​betraktar WLZ -2 vid baslinjen och -1,7 vid slutlinjen, poolad SD (standardavvikelse) som 0,53 så är urvalsstorleken 49 i varje arm vid 80 % kraft och 5 % signifikansnivå. Med 20 % avgång kommer 62 barn att behöva registreras i varje arm. Därför, för detta försök, kommer 62 barn att få MDCF-2 och 62 barn Ris-lins RUSF.

Dataanalys:

De två grupperna av barn med Post SAM-MAM kommer att jämföras vid baslinjen och vid olika tidpunkter som visas i illustrationen på försöksdesign. De kliniska utfallsvariablerna för jämförelse kommer att inkludera viktökningshastighet, antropometriska index och sjuklighet. Alla analyter som nämns i avsnittet "Analyser av plasma- och fekala prover" kommer att jämföras mellan MDCF-2- och RUSF-grupper.

Ethical Assurance for Protection of Human Rights Studien har påbörjats efter att ha erhållit IRB (Institutional Review Board) godkännande av icddr,b Research Review Committee och Ethical Review Committee. Innan inskrivningen i studien tas informerat skriftligt samtycke från studiedeltagarnas vårdnadshavare. Personliga handlingar som tas under inskrivningen och andra studieprocedurer hålls låsta.

Förväntade risker/biverkningar för detta protokoll är de som är relaterade till blodprovssamling, avföringsprovtagning och utfodring av mikrobiota-riktad komplementär föda. Ingen av dessa kvalificerar sig som en allvarlig biverkning (SAE). Förväntade biverkningar (EAE) relaterade till blodtagning är följande:

• obehag
• smärta
• införande av infektion
• blödning

• svimning eller blåmärken

  • Försiktighetsåtgärder kommer att vidtas för att undvika introduktion av infektion genom att desinficera platsen för venpunktion och använda steril utrustning
  • Risken för blödningar och blåmärken minimeras genom omedelbar tryckpåverkan efter venpunktion
  • Deltagaren (barnet) kommer att sitta eller liggande under blodtagningar för att undvika svimningsskador

Alla möjliga biverkningar kommer att behandlas på lämpligt sätt. Dessa kommer att omfatta:

• Kräkningar
• Diarre
• Hudutslag
• Urtikaria från födoämnesallergi
• Utspänd buk
• Smärta i buken Bedömning av biverkningar Både allvarliga och icke-allvarliga biverkningar kommer att bedömas med avseende på svårighetsgrad; förhållande till studiedeltagande; vidtagna åtgärder; och resultat. Alla SAEs måste rapporteras till ERC (Ethical Review Committee) av icddr,b inom 24 timmar efter att webbplatsen blivit medveten om händelsen som i sin tur kommer att distribueras till sponsorn. Detta kommer att ske via direkt telefonkommunikation, fax eller e-post.

icddr,b IRB rekommenderade riktlinjer skulle följas för att gradera eventuella biverkningar som inträffar.

Allvarlighetsgrad:

1. Mild
2. Måttlig
3. Svår

Förhållande till studiedeltagande:

1. Definitivt relaterat: Tydlig tidsmässig association, ingen annan möjlig orsak
2. Möjligen relaterat: Mindre tydlig tidsmässig association, andra orsaker möjliga
3. Orelaterat: Oberoende av studien finns det bevis för att händelsen definitivt är relaterad till en annan etiologi

Handlingar:

Ingen Avhjälpande behandling (mer än en dos läkemedel krävs) Permanent avbruten från studiedeltagande Sjukhusinläggning Annat

Resultat:

Löst Fortsatt okända samarbetsarrangemang Detta projekt är ett samarbete mellan utredarna vid Washington University School of Medicine och International Center for Diarrheal Disease Research, Bangladesh (icddr,b). De kliniska arbetena, fältaktiviteterna kommer att utföras i Dhaka och Kurigram, Bangladesh, under direkt övervakning av huvudutredaren medan laboratorieanalyserna kommer att utföras vid Gordon Lab vid Washington University i St. Louis. Alla forskningsenheter och de samverkande utredarna har långa erfarenheter av internationella samarbeten. Alla utredare har kommunicerat under utvecklingen av detta projekt och är engagerade i ett framgångsrikt genomförande.

Faciliteter tillgängliga icddr,b har ett välutrustat livsmedelsbearbetningslaboratorium som kommer att underlätta experiment med dietrecepten. Vi har pågående studier i Baoniabad-området i Mirpur. Där finns ett antal projektkontor. Ännu viktigare, vi har en utmärkt relation med samhället. Terre des Hommes som driver SNU i Kurigram där en del av rättegången kommer att genomföras. Tidigare hjälpte vi till med utvecklingen av SNU och har utfört studier där. SNU har ett gott rykte i samhället.

Center for Genome Sciences, Washington University i St. Louis:

Avföringsproverna kommer att alikvoteras vid icddr,b. Avföringsprover kommer att skickas till Prof Jeffery Gordons Lab i St Louis för sekvensering av 16S ribosomala RNA-gen med hög genomströmning. Förekomsten/förekomsten av ett brett spektrum av enteropatogener i avföringsprover före och efter MDCF-2-behandling kommer att bestämmas med hjälp av en PCR (Polymerase Chain Reaction)-baserad analys. Avföringsprover kan också användas för att odla ingående bakteriestammar för användning i framtida studier på gnotobiotiska möss i Gordon Lab. Det är relevant att nämna här att analyserna och utrustningen för att utföra dessa för närvarande endast är tillgängliga i ett fåtal labb i världen, inklusive det i St Louis. Centret är hem för ett tvärvetenskapligt, multi-avdelnings, multi-generationellt team av utredare från flera skolor som fokuserar på jämförande genomik, statistisk genomik och systembiologi. Det fungerar som "provgrund" för att utveckla nya strategier för att utbilda studenter och lärare som vill arbeta i gränssnittet mellan biologiska, fysikaliska, beräknings- och ingenjörsvetenskaper.