Gut-Brain-axis: Mål för förbättring av kognition hos äldre (SmartAge)

Ämnen och metoder:

Longitudinell studie:

Patienter med T2DM som tidigare schemalagts till Service of Endocrinology, Diabetes and Nutrition (UDEN) på sjukhuset "Dr. Josep Trueta" från Girona (Spanien) kommer att rekryteras och studeras.

GRUPP A

Denna studie består av en inledande fas, där patienten som enda behandling kommer att underkastas en balanserad kost med ett energiintag, individuellt beräknat efter om han/hon är normalviktig (25 Kcal x Kg) eller överviktig (20 Kcal x) kg vikt).

Efter denna inledande fas kommer patienterna, förutom att fortsätta med behandlingen med balanserad kost, att börja behandlingen med metformin administrerat oralt med en initial dos på 425 mg/dag var 12:e timme under de första 15 dagarna och sedan fortsätta med doser på 850 mg/d fram till slutet av studien.

En glykemisensor kommer att sättas in i tio dagar, samt en aktivitets- och sömnspårningsenhet (Fitbit) för att registrera fysisk aktivitet under denna tidsperiod. Interstitiell subkutan glukoskoncentration kommer att övervakas polikliniskt under en tidsperiod av 10 dagar i följd med hjälp av en glukossensor validerad av FDA (Dexcom G6 ®). Sensorn kommer att sättas in på dag 0 och den går ut på dag 10 mitt på förmiddagen.

Denna process kommer att upprepas 10 dagar innan behandlingen med metformin påbörjas och 10 dagar före slutet av den 6 månader långa studiefasen med metformin. Under studien kommer 6 besök att göras och varje patient kommer att läggas in med totalt 3 glykemisensorer och 3 monitorer för fysisk aktivitet. Sammanfattningsvis kommer glykemisensorn och fysisk aktivitetsövervakning att startas vid besök 1, 3, 5 och tas bort vid besök 2,4,6.

Besök 1 (dag 1): Fysisk undersökning, Nutritionsundersökning, Bioimpedans, Densitometri, CGM och Aktivitets- och sömnspårningsenhet. Samtyckesformulär

Besök 2 (dag 10): Prov: blod, urin och avföring. Diet, Neuropsykologiskt test, CGM-abstinens, Aktivitets- och sömnspårningsapparat, MRT.

Besök 3 (dag 170): Fysisk undersökning, Nutritionsundersökning, Bioimpedans, CGM och Aktivitets- och sömnspårningsenhet

Besök 4 (dag 180): Prov: blod, urin och avföring. Kostuppföljning, Neuropsykologiskt test, CGM-abstinens och Aktivitets- och sömnspårningsapparat-abstinens. Start av metforminbehandling.

Besök 5 (dag 350): Fysisk undersökning, Nutritionsundersökning, Bioimpedans, CGM och Aktivitets- och sömnspårningsenhet.

Besök 6 (dag 360): Prov: blod, urin och avföring. Kostuppföljning, Neuropsykologiskt test, CGM-abstinens och Aktivitets- och sömnspårningsapparat-abstinens. Abstinens av metformin.

GRUPP B:

Under studien kommer 5 besök att göras för denna grupp:

Besök 1 (dag 1): Fysisk undersökning, Nutritionsundersökning, Bioimpedans, Densitometri och Aktivitets- och sömnspårningsenhet. Samtyckesformulär.

Besök 2 (dag 10): Prov: blod, urin och avföring. Diet, neuropsykologiskt test och uttag av aktivitets- och sömnspårare.

Besök 3 (dag 180): Dietuppföljning.

Besök 4 (dag 350): Fysisk undersökning, Nutritionsundersökning, Bioimpedans och Aktivitets- och sömnspårningsenhet.

Besök 5 (dag 360): Prov: blod, urin och avföring. Kostuppföljning, Neuropsykologiskt test och Aktivitets- och sömnspårningsapparatuttag.

DATAINSAMLING AV ÄMNEN LONGITUDINELLA STUDIER:

1. Subsidiärdata: Ålder, kön och födelsedatum.

2. Kliniska variabler:

   • Vikt
   • höjd,
   • Body mass Index
   • midja och höftomkrets
   • midja-till-höft-förhållande
   • blodtryck (systoliskt och diastoliskt)
   • fettmassa och fettfri massa (bioelektrisk impedans och DEXA)
   • rökstatus
   • alkoholintag
   • register över vanliga läkemedel
   • personlig historia av blodtransfusion och/eller donation
   • register över familjehistoria av fetma, kardiovaskulära händelser och diabetes
   • psykiatrisk och ätstörningshistoria.

3. Laboratorievariabler: 15 cc blod kommer att extraheras från fastande försökspersoner för att fastställa följande variabler med de vanliga rutinteknikerna i det kliniska laboratoriet:

   • hemogram
   • glukos
   • bilirubin
   • aspartataminotransferas (AST/GOT)
   • alaninaminotransferas (ALT/GPT)
   • gamma-glutamyl transpeptidas (GGT)
   • urea
   • kreatinin
   • urinsyra
   • totala proteiner,
   • albumin
   • totalt kolesterol | HDL-kolesterol | LDL-kolesterol
   • triglycerider,
   • glykerat hemoglobin (HbA1c)
   • ferritin | löslig transferrinreceptor
   • ultrakänsligt C-reaktivt protein
   • erytrocytsedimentationshastighet
   • lipopolysackaridbindande protein
   • fritt tyroxin (fritt T4) | sköldkörtelstimulerande hormon (TSH) | baslinjekortisol-plasmainsulin
   • inflammationsmarkörer | interleukin 6 (IL-6). Ytterligare 15 cc blod (plasma-EDTA) kommer att extraheras för ytterligare analyser.

4. Samling av avföringsprov: Ett avföringsprov kommer att tillhandahållas från varje patient. Provet ska samlas in hemma eller på sjukhuset, skickas till laboratoriet inom 4 timmar från insamlingen, fragmenteras och förvaras vid -80ºC.

   - Analys av tarmmikrobiota i avföring:

   • Bestämning av bakteriellt DNA och mRNA och studie av det LBP-bindande proteinet i blod för detektion av bakteriell translokation. LBP-bindande protein i blod för detektering av bakteriell translokation. Hiseq och Nextseq teknologi (qPCR och proteinanalys (WB, ELISA), OMICS (RNAseq, 16S, Metabolomics, Metagenomics).
   • Inflammatoriska och immunologiska markörer kommer att bestämmas med hjälp av ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) och immunhistokemi (IHC) utrustning och kvantitativ realtids-PCR-validering. För qPCR kommer totalt RNA att isoleras från olika vävnader och transkriberas till cDNA.
   • Bestämning av metabol profil och metabolitanalys.
5. Tarmbarriärfunktion: Exponering för ett laktulos:mannitoltest före/efter operation. Plasmaprover kommer att användas för att mäta intestinala permeabilitetsmarkörer: bakteriellt endotoxin, sCD14, LBP, ZO-1 och I-FABP.
6. Urinprovtagning: Nödvändig för att bestämma förändringar i de metaboliska vägarna som är involverade i tryptofanmetabolism och för att bestämma tarmmikrobiotans roll i dessa metabola förändringar.
7. MRT: De nödvändiga sekvenserna kommer att förvärvas för beräkningen av BrainAGE-biomarkören och karakteriseringen av nätverken som är involverade i kognitiva funktioner. För förvärvet kommer en 1,5 T-skanner (Ingenia; Philips Medical Systems) att användas 1,5 T-skanner (Ingenia; Philips Medical Systems) kommer att användas för förvärvet. Först kommer återhämtnings-inversionssekvensen (T2-FLAIR) att användas för att utesluta försökspersoner med redan existerande hjärnskador. Därefter kommer strukturella sekvenser att förvärvas sekvenser kommer sedan att förvärvas för att mäta integriteten av cerebral grå substans (T1-viktad), områden av viktad), av vita ämnesområdena (DTI), järnansamling (R2*) och (R2) *), och funktionella sekvenser i vilotillstånd (T2*-vägd eko-planär avbildning, EPI).
8. Neuropsykologisk undersökning: Olika kognitionsdomäner kommer att utforskas: minne (Test aprendizaje verbal-TAVEC, Rey-Osterrieth Complex Figure) uppmärksamhet och exekutiv funktion (WAIS-IV, Trail making-test (Del A och B), Stroop-test). Dessutom kommer kognitiv funktionsnedsättning att utvärderas med Lobo's Mini-Cognitive Exam. Dessa tester kommer att vara användbara för att definiera förändringarna i den kognitiva profilen i samband med den farmakologiska interventionen med metformin.

Informationen kommer att förbli registrerad i en anteckningsbok och kommer att datoriseras i studiens databas.

STATISKA METODER:

Urvalsstorlek: Eftersom detta är tänkt som en pilotstudie krävs ingen formell beräkning av urvalsstorlek. En generell regel är att rekrytera 30 eller fler patienter för att uppskatta en parameter och 15-20 deltagare per grupp för att få rimliga uppskattningar för medelstora till stora effektstorlekar.

Statistiska analyser: Den kommer att baseras på en deskriptiv analys (medelvärde, standardavvikelse, urvalsstorlek, median, minimum och maximum) av de kvantitativa parametrarna och angivande av frekvensen av de återstående kategoriska parametrarna. Jämförelser mellan grupper kommer att baseras på ett parvis t-test eller ett chi-kvadrattest. Resultaten av dessa analyser kan vara användbara för att bedöma om ytterligare analyser behövs för att justera för eventuell obalans i patienternas baslinjekarakteristika.

Förändringarna i sammansättningen av tarmmikrobiotan efter interventionen med metformin kommer att analyseras med hjälp av Heatmaps, Principal Component Analysis (PCA) och PLSDA. För multivariat statistisk analys (PLSDA och hierarkisk klustring). Variablerna som omfattar egenskaperna hos tarmmikrobiotan och kognitiva tester kommer att transformeras logaritmiskt, filtreras med interkvartilintervallsuppskattning och förskjutas genom autoskalberäkning (medelvärde och dividerat med standardavvikelsen för varje variabel) med hjälp av Metaboanalyst-plattformen.

De förändringar som bestäms i tarmmikrobiotan och kognitionsvariabler kommer att utforskas i relation till förändringarna i de sekundära variablerna (metaboliska, metabolom, inflammationsparametrar) genom linjär regressionsanalys i SPSS. Hjärnbildsvariabler kommer att analyseras med specialiserade program (MATLAB, SPM12).