Kolintillskott på fostertillväxt vid graviditetsdiabetes mellitus

STUDIENS MÅL Specifikt mål 1: Bestäm effekten av MCS under graviditeten på födelsevikten i GDM.

Specifikt mål 2: Bestäm inverkan av MCS på transport av makronäringsämnen och epigenetiska modifieringar i placenta och navelsträngsblod.

HYPOTES

Syfte 1: Forskarna antar att kolingruppen skulle ha lägre födelsevikt och färre LGA-nyfödda än icke-kolingruppen.

Syfte 2: Utredarna antar att kolingruppen skulle minska placentatransport och öka DNA-metylering av metabola gener.

STUDERA DESIGN

Ämnen: En lämplig provtagningsmetod kommer att antas. Utredarna kommer att rekrytera gravida kvinnor som diagnostiserats med GDM under graviditetens andra trimester på rullande basis. Blockrandomisering kommer att utföras baserat på behandlingsmetoder (dvs. insulinterapi, orala hypoglykemikalier eller endast diet) för att slumpmässigt tilldela deltagarna till interventions- och kontrollgrupperna. Rekryteringen kommer att utföras med hjälp av följande metoder: (i) Studieblad kommer att läggas ut på prenatalkliniken; (ii) utredarna kommer att identifiera gravida kvinnor som är potentiellt kvalificerade genom att granska medicinska journaler.

Behörighetskriterier: Inklusionskriterierna inkluderar GDM-gravida kvinnor före graviditetsvecka 28. GDM diagnostiseras med 2-stegsprocessen: blodsocker högre än gränsvärdet på 140 mg/dL efter 50 g icke-fastande 1 timme och 100 g 3 timmars oral glukosutmaning. Gravida kvinnor är kvalificerade att delta om de är engelsk- eller spansktalande, över 18 år, har singelgraviditet, har för avsikt att föda sina barn på institutionen och är utan några av de villkor som anges i uteslutningskriterierna. Uteslutningskriterier inkluderar redan existerande hyperglykemi, diabetes, kardiovaskulära tillstånd och leversjukdom före graviditet. Patienter kan välja att delta i studien och inte donera en biopsi av moderkakan eller navelsträngen. Patienter som önskar stamcellsdonation eller förvaring kommer inte att kunna donera en biopsi av moderkakan eller navelsträngen. Dessa patienter kommer inte att uteslutas från den primära analysen.

Design och datainsamlingsprocedurer:

All interaktion med deltagarna kommer att ske på det förlossande sjukhuset medan provanalyser kommer att ske på kollegiet där medutredarens labb finns. Samordnaren för studien, anställd av medutredarna (Brooklyn College), kommer inte att komma åt eller lagra data på distans och all datainsamling och analys kommer att ske på sjukhusets campus.

Utredarna kommer att inhämta skriftligt informerat samtycke från de gravida kvinnorna innan studiestart. Randomisering kommer att göras av apoteket efter att patienten skrivit under samtycke. Det kommer att vara blockrandomisering av 6 patienter. Efter randomisering kommer utredarna att förse deltagaren i interventionsgruppen med kolintillskottspiller innehållande 500 mg kolinbitartrat (235 mg kolin, Douglas Lab). Deltagaren kommer att konsumera 2 piller per dag för att få 470 mg kolin i 8 veckor. Det rekommenderade intaget av kolin i form av Adequate Intake (AI) är 450 mg/d för gravida kvinnor och tolerabelt övre intagsnivå (UL) är 3500 mg/d. Eftersom mindre än 10 % gravida kvinnor når AI för kolinintaget och den övre kvartilen av kolinintaget är under 900 mg/d. Doseringen som utredarna tillhandahåller plus det vanliga intaget av kolin hos dessa gravida kvinnor kommer att ligga mellan AI och UL, det vill säga tillräckligt men inte överstiga gränsen. Deltagarna i kontrollgruppen får placebo. Båda grupperna kommer också att få vanliga prenatala multivitaminer. Utredarna kommer att förse deltagarna med 5 veckors försörjning av kosttillskott och utredarna kommer att verifiera deras överensstämmelse under tiden med dagliga check-off loggar över kosttillskottskonsumtion och överblivna piller vid nästa besök.

Deltagarna kommer in på totalt 3 besök vid tider med rutinmässig klinisk vård. Det första besöket kommer att vara mellan 24 och 28 veckors graviditet när utredarna registrerar deltagarna, det andra besöket kommer att vara mellan 28 och 32 veckors graviditet, och det tredje besöket kommer att vara mellan 32 och 36 veckor. Utredarna kommer att samla in ett baslinjefrågeformulär vid det första besöket (cirka 20 minuter), göra 3-dagars dietåterkallelser efter det första besöket (ungefär 20 minuter, vardera) och kontrollera aktuell vikt och samla in 20 ml blodprov vid alla besök. Vid leverans kommer utredarna att samla in placentaprover och navelsträngsblod från deltagarna.

Baslinjefrågeformulär: Frågeformuläret innehåller demografisk och medicinsk information såsom ålder, förfallodatum, etnicitet, paritet, civilstånd, utbildningsnivå, yrke, hushållsinkomst, sjukförsäkring, droganvändning, läkemedelsanvändning, kosttillskott, familjehistoria med kroniska sjukdomar, och självrapporterad vikt före graviditeten.

Dietbedömning: Tre 24-timmars dietåterkallelser, 2 på vardagar och 1 på en helgdag, kommer att erhållas från varje deltagare av en utbildad forskningsassistent (RA) via telefonsamtal efter de första besöken för att kvantifiera kolinintaget i kosten. Harnack och kollegors flerpassmetoder kommer att användas. RA kommer att registrera livsmedelsidentifikation, kvantitet, ingrediensspecifikation, beredningsmetod och mata in data i Nutrition Data System for Research (NDSR) programvara för att analysera kolinintag. RA kommer också att fråga deltagarna om deras fysiska aktivitet (PA) under de senaste 24 timmarna med hjälp av PA-återkallningsinstrumentet.

Antropometriska mätningar och blodinsamling: Utredarna kommer att mäta deltagarnas vikt och längd med hjälp av en medicinsk våg med mekaniska höjdstavar under besöken. För att minimera matrelaterade koncentrationsskillnader i plasmabiomarkörer kommer deltagarna att instrueras att inte konsumera mat på minst 4 timmar innan de tar blodprov på morgonen. Detta är en standardrekommendation för prenatala besök och anses vara säker. Cirka 20 ml fastande venöst blod kommer att tas från varje deltagare under besöken av en utredare. Blodprover kommer att samlas in i ett EDTA-bloduppsamlingsrör och ett serumseparatorrör och centrifugeras för att erhålla plasma, buffy coat och serum. Prover kommer att behandlas och lagras vid -80oC i labbet tills de används för analytiska mätningar.

Blodsockerhantering: Utredarna kommer att få information om fasteglukos, hemoglobin A1C, medicinering och insulinterapi från deltagarnas medicinska diagram.

Födelseinformation och provtagning vid leverans: Deltagarna kommer att meddela utredarna när de läggs in på födelsecentret per telefon. Utredarna kommer också att skicka dem påminnelser när deras förfallodatum närmar sig. Dessutom kommer födelsecentrets medicinska personal att få en lista med deltagarnas namn, så de kommer också att kontakta utredarna om en deltagare checkar in när ingen av studiepersonalen är på plats. När barnet väl har fötts kommer utredarna att samla in två rör med navelsträngsblod för att hämta serum, plasma och buffy coat. Utredarna kommer att mäta storleken och vikten av moderkakan och bearbeta moderkakan med följande metod: placentabiopsier i full tjocklek kommer att erhållas med en 6 mm Keyes-stans och stabiliseras i RNAlater® (för RNA), eller frysas i flytande kväve (för andra ändamål). Prover kommer att transporteras till medutredarens labb för långtidsförvaring vid -80C före användning.

Bedömning av kostintag: Som nämnts ovan kommer data om kostintag som samlas in från 3-dagars dietåterkallelser att analyseras av NDSR-programvaran. Dagligt intag av totalt kolin kommer att beräknas genom att multiplicera konsumtionsfrekvensen med summan av kolinderivat inklusive fri kolin, fosfatidylkolin (PC), glycerofosfokolin (GPC), fosfokolin och sfingomyelin för varje livsmedel. Dagligt intag av betain (oxidationsprodukten av kolin) kommer att beräknas genom att multiplicera konsumtionsfrekvensen och betaininnehållet i varje livsmedel. Genomsnittligt dagligt intag kommer att beräknas som den genomsnittliga dagliga konsumtionen av totalt kolin och betain under de 3 dagarna av dietåterkallelser.

Mätningar av kolinmetaboliter: Fri kolin, betain och andra kolinderivat [t.ex. PC, GPC, lysofosfatidylkolin, dimetylglycin, trimetylaminoxid (TMAO)] kommer att mätas i moderns plasma med vätskekromatografi (LC)-masspektrometri (MS) /MS som utfördes i tidigare studier. För att säkerställa noggrannheten och reproducerbarheten av data kommer stabila isotopmärkta standarder att användas vid extraktion, alla prover kommer att kvantifieras baserat på en 6-punkts standardkurva och varje prov kommer att köras i duplikat. Prover med en variationskoefficient (CV) % högre än 5 % inom körningen eller 10 % mellan körningarna kommer att köras om.

Specifikt mål 2: Bestäm inverkan av MCS på transport av makronäringsämnen och epigenetiska modifieringar i placenta och navelsträngsblod. För att uppnå detta mål kommer utredarna att bestämma uttrycket av fett- och glukostransportörer, såväl som de uppströms reglerande vägarna AKT/mTOR i placentabiopsier från deltagarna. Utredarna kommer att mäta den platsspecifika DNA-metyleringen av nyckeltillväxt- och metabolismrelaterade gener i placenta och navelsträngsblod.

Analyser av transportmarkörer för makronäringsämnen i placentabiopsier: För att analysera hur kolinmetabolism kan vara relaterad till placentafett och glukostransport, kommer utredarna att använda realtids-PCR för att kvantifiera mRNA-överflöd av fett- och glukosmetaboliska gener och transportörer, såsom glukostransportörer GLUT1 och GLUT3, fettsyrametabolismrelaterade gener lipoproteinlipas (LPL), fettsyratranslokas (CD36), FATPs och aminosyratransportörerna SNAT2 och SNAT4. Överflöd av respektive proteiner, såväl som fosforylering av AKT, och mTOR-mål 4EBP1 och S6K (indikerande på aktivering av vägen) kommer också att mätas med western blotting som rutinmässigt utförs i co-utredarens labb, som inkluderar SDS-PAGE, membranöverföring, inkubation med antikroppar och visualisering med ett kemiluminescensavbildningssystem. All primereffektivitet och antikroppskvalitet kommer att testas innan den används. Både realtids-PCR och western blot kommer att köras i tre exemplar.

Epigenetisk reglering av tillväxt och metabolism: utredarna kommer att undersöka platsspecifik DNA-metylering av gener som publicerats av tidigare studier som mottagliga för prenatal exponering och förmedlar långsiktig tillväxt och metabolisk programmering av avkomman med hjälp av bisulfitsekvensering som tidigare utförts . Kortfattat kommer genomiskt DNA att behandlas med bisulfitreagens, varefter den genomiska målregionen kommer att amplifieras med PCR. Ett MassArray EpiTyper-system kommer att användas för att kvantifiera metylerade sekvenser. Gener av intresse inkluderar LEP, SREBP1C och PPARG som medierar fettmetabolism, IGF2 som främjar tillväxt, kortikotropinfrisättande hormon (CRH) som främjar kortisolutsöndring och glukokortikoidreceptor (GR) som tar emot kortisolsignaler.