Luxemburgs fiberkohort (Lux-FiCo)

Industrialiserade länder tenderar att konsumera mindre kostfiber och i många länder med en västerländsk kost är den genomsnittliga konsumtionen hälften av det rekommenderade dagliga intaget på 25-38 g/dag. Kostfiber är en viktig komponent i en hälsosam kost eftersom den ökar avföringens utfyllnad och laxering, sänker kolesterolet och reglerar nivåerna av blodsocker. Sambandet mellan lågt fiberintag och sjukdom kan vila på tarmmikrobiotan, de biljoner commensala mikroorganismer som lever i mag-tarmkanalen. Bakterier som finns i tarmen är ansvariga för en rad funktioner som stöder människors hälsa, inklusive omvandling av värdsmältbara fibrer till kortkedjiga fettsyror (SCFAs), som ger energi till kolonceller, stödjer slemproduktion och modulerar immunsystemet.

Utredarna har nyligen undersökt effekterna av en fiberfri diet i en gnotobiotisk musmodell med en 14-medlem syntetisk mikrobiell gemenskap som visar att slemnedbrytande bakterier konkurrerar ut fibernedbrytande bakterier, vilket orsakar nedbrytning av slemskiktet i tjocktarmen. En medlem av denna syntetiska gemenskap, Akkermansia muciniphila, är en kommensal bakterie som finns i 1-4 % relativ förekomst i människans tarm och livnär sig specifikt på värdutsöndrade muciner. Denna bakterie är dock betydligt berikad i tarmen hos patienter med multipel skleros och kolorektal cancer, vilket tyder på att dess mukolytiska förmåga kan spela en roll i dessa sjukdomar. En mikrobiell förändring mot anrikning av mukolytiska bakterier kan vara en viktig föregångare till tarmrelaterade sjukdomar. Även om observationsstudier har identifierat en lägre risk för irritabla tarmsjukdomar (IBD) hos personer som äter kost med mycket fibrer, frukt och grönsaker, har ingen studie explicit undersökt effekterna av fiber på den funktionella kapaciteten hos den mänskliga tarmmikrobiomet i sammanhanget effekter på den slemnedbrytande mikrobiomet. Baserat på vårt publicerade arbete på möss, för det aktuella projektet, antar utredarna att brist på kostfiber hos människor främjar ökade aktiviteter av slemnedbrytande bakterier och därigenom minskar slemhinnan i tarmen. Utredarna begär pumpstart för att initiera detta pilotprojekt, eftersom det kommer att generera grundläggande datamängder för att informera många uppföljningsstudier.

Det aktuella projektet syftar alltså till att översätta fynd från musmodeller till människor, med hjälp av en crossover-studie bland friska vuxna. Deltagarna kommer att tilldelas slumpmässigt till en första dietintervention som är låg eller hög i fiber och sedan, efter en tvättperiod avsedd att vända eventuella sammansättningsförändringar, övergår de till den andra diettypen. Dieterna kommer att utvärderas av en nutritionist för att säkerställa att de skiljer sig i fiberinnehåll, men är jämförbara vad gäller kalori- och makronäringsinnehåll. Den inriktade mängden kostfiberintag från de fiberrika testmåltiderna kommer att vara cirka 30 g/dag mer än den fiberfattiga kosten. Utöver kostjournaler kommer utredarna att administrera frågeformulär, erhålla grundläggande kliniska mått (blodtryck, vikt, längd, midje-/låromkrets), samla in blodprover för immunologiska analyser och samla avföringsprover före och i slutet av varje dietintervention för sekvensering och funktionell profilering av bakteriesamhällen.

Utredarna kommer att rekrytera friska frivilliga för att delta i en 2x2 crossover-designkontrollerad dietstudie. Efter statistisk konsultation drar utredarna slutsatsen att utredarna kräver en provstorlek på n=15 i varje sekvensgrupp (en total provstorlek på N=30) för att ha 87,5 % kraft för att upptäcka en skillnad på -0,5 i medel för alfadiversitet (Shannon index) under de två dietförhållandena. Volontärer som uppfyller alla inklusions- och uteslutningskriterier kommer att slumpmässigt tilldelas en kost med hög eller låg fiberhalt och kommer sedan, efter en veckolång tvättperiod, att få den andra diettypen. Hög- och fiberfattiga måltider innehållande en mängd olika fibertyper kommer att serveras till deltagarna på en utsedd avlämningsplats (hem eller arbetsplats) under en vecka för att minska variationen i fiberintag, öka följsamheten till kosten och maximera kunskapen om näringsinnehållet i deltagarnas kost. Näringsmässigt balanserade kostinterventioner är designade av en kvalificerad dietist på SERVIOR i samarbete med LIH-studieteamet och levereras av Paul Eischen Traiteur, en partnercateringtjänst. Deltagare på båda dietinterventionerna kommer att ges multivitamintillskott för att ytterligare säkerställa att de får viktiga vitaminer och mineraler.

Vid baslinjebesöket kommer vårt team att arbeta med sjuksköterskor från Clinical and Epidemiological Investigation Center (CIEC, som leds av Dr. Manon Gantenbein) för att samla in demografiska data, antropometri, tidig livshistoria, familjemedicinsk historia, detaljerade kostmönster och biologiska prover (blod, urin och avföring). Deltagarna kommer att använda en deltagardagbok för att logga sin diet under hela studien i form av dagliga 24 timmars återkallande av mat, förutom mat eller dryck som tillhandahålls under dietinterventionerna. Efter varje interventionsperiod kommer en veckolång tvättperiod att användas för att vända eventuella förändringar som inträffat på grund av kosten.

Mitt i varje interventions- och tvättperiod kommer utredarna att administrera en kort undersökning som innehåller frågor som är relevanta för vårt forskningsmål. Vid vart och ett av dessa besök kommer CIEC-sköterskor att samla in biologiska prover och antropometriska mätningar. Deltagarna kommer också att bli ombedda att lämna ett avföringsprov under de kommande två dagarna. Alla deltagardata kommer att pseudonymiseras när de exporteras från Research Electronic Data Capture-applikationen (REDCap) för analys och kommer att hanteras i enlighet med den allmänna dataskyddsförordningen (GDPR). Studien har beviljats ​​etiskt godkännande av det luxemburgska hälsoministeriet (Ref# 835x38895) och av Comité National d'Ethique de Recherche (CNER; Ref# 201911/03).