Effekt av propionsyratillskott på endotelfunktion

Kranskärlssjukdom (CAD) är fortfarande en ledande orsak till sjuklighet och dödlighet över hela världen trots förbättrad minskning av traditionella riskfaktorer. Stora associationsstudier har kopplat förändringar i tarmmikrobiomet med inflammation, CAD och traditionella CAD-riskfaktorer. Efterföljande studier har visat samtidiga förbättringar av tarmdysbios, inflammation och kardiometabola sjukdomar med probiotika och andra tarmmodulerande terapier. Hittills har många studier visat ett korrelativt samband mellan tarmbakteriers sammansättning och närvaron av CAD, eller svårighetsgraden av hjärtinfarkter, men få har börjat belysa potentiella metaboliska och immunologiska mekanismer.

Utredarens nyligen kompletterade Lactobacillus plantarum 299v hos män med stabil CAD, som förbättrade systemisk inflammation och brachial artär flödesmedierad dilatation (BA-FMD) - ett mått på endotelfunktion och en prediktiv CAD-prekursor. Förbättring av BA-FMD korrelerade positivt med ökade koncentrationer av propionsyra i serum (PA). PA är en tarmmikrobiom-härledd kortkedjig fettsyra (SCFA) med kända humana vaskulära receptorer och inblandad i endotelfunktion, medfödd immunitet och glukoshomeostas.

Huruvida PA förmedlar förbättring av endoteldysfunktion eller inflammation i utredarens tidigare experiment är fortfarande okänt. Utredarens mål är att fastställa om endotelcellernas funktion förbättras genom kosttillskott av natriumpropionat hos patienter med etablerad kranskärlssjukdom. Vidare vill forskarna klargöra i vilken utsträckning inflammation minskas av denna terapi, både genom att mäta seruminflammatoriska markörer och genom att se om plasma från behandlade patienter inducerar antiinflammatoriska transkriptomiska svar från odlade endotelceller och perifera mononukleära blodceller, som båda är involverade i ateroskleros.

Specifikt mål 1 kommer att bestämma effekten av kosttillskott av PA på endotelfunktionen och traditionella CAD-riskfaktorer hos patienter med CAD. Utredarna kommer att använda ultraljud för att bedöma den procentuella förändringen i BA-FMD före och efter kosttillskott av PA. Graden av endotelberoende för dessa svar kommer att testas genom att mäta BA-FMD efter nitroglycerinadministrering. Utredarna kommer också att mäta markörer som är representativa för traditionella CAD-riskfaktorer, såsom lipidnivåer och HgbA1C.

Specifikt mål 2 kommer att bestämma antiinflammatoriska förändringar in vivo och i transkriptomiska signaturer av odlade EC och PBMCs inducerade av dietary PA. Utredarna kommer att mäta förändringar av systemiska seruminflammatoriska markörer involverade i aterosklerotiska processer med hjälp av en målinriktad metabolomik, med hjälp av plasma från utredarens kohort före och efter PA-tillskott. Plasmaprover kommer att användas för att inkubera ovannämnda celler för att jämföra transkriptomiska signaturer av celler som utsätts för pre-supplementering plasma kontra post-supplementation plasma. Utredarna kommer att använda Ingenuity Pathway Analysis för att fastställa förändringar av inflammatoriska vägar och i.i.com för att avgöra om fler antiinflammatoriska signaturer inducerades.

Specifikt mål 3 kommer att bestämma effekten av PA-tillskott på tarmmikrobiom taxonomi och mångfald. Som en valfri ytterligare klinisk studieaktivitet kommer utredarna att samla in avföringsprover före och efter kosttillskott av PA, utsätta prover för multiplex 16S RNA-sekvensering och beräkna Shannon Diversity Index. Detta kommer att hjälpa oss att fastställa förändringar i individuella tarmmikrobiombeståndsdelar och mångfalden av hela befolkningen.