Mikrobiota, metabolom och nutrition: ett "artificiellt intelligent" sätt till personlig kost (PN-AI-21)

Irritable bowel syndrome (IBS) är ett kroniskt tarmtillstånd vars höga incidens och prevalens gör det till ett stort vårdproblem(3-7). IBS drabbar 7-15 % av den allmänna befolkningen(6, 7). Det är dubbelt så frekvent hos kvinnor(8) och diagnostiseras oftare hos patienter under 50 år(9). Det kännetecknas av återkommande episoder av funktionella gastrointestinala symtom vars patofysiologiska mekanismer inte är helt klara(10). De vanligaste symtomen är buksmärtor, uppblåsthet, förstoppning och/eller diarré(10). IBS påverkar livskvaliteten negativt och orsakar en betydande börda på sjukvårdens resurser(11, 12). Liksom de kliniska fenotyperna är de patofysiologiska mekanismerna bakom syndromet heterogena och inte helt förstådda(13). Det finns dock bevis för att IBS kan bero på en kombination av gastrointestinala motilitetsförändringar, visceral överkänslighet, låggradig inflammation, förändrad mikrobiota och livsmedelskomponenter(14-17). På grund av mångfalden av IBS-symtom och deras avsevärda variation över tid, används ett brett utbud av farmakologiska behandlingar som ofta bara riktar sig mot det primära symtomet; sålunda, när flera symtom är närvarande, är de administrerade behandlingarna ofta otillräckliga. Detta har lett till undersökning av användningen av kostterapier som behandlingsalternativ.

Dietrestriktioner av fermenterbara oligosackarider, disackarider, monosackarider och polyoler (FODMAPs) har nyligen undersökts i hanteringen av funktionella tarmsymtom vid IBS. Ett ökande antal okontrollerade och kontrollerade studier har undersökt den kliniska effektiviteten av en låg FODMAP-diet hos patienter med IBS med hjälp av antingen kostråd eller matningsprotokoll. Okontrollerade och oblindade kontrollerade studier tyder på att symtomsvarsfrekvensen hos patienter med IBS är så hög som 85 %(18). På liknande sätt har en gynnsam effekt på symtomen rapporterats i blinda randomiserade kontrollerade studier (19-22). En potentiell brist hos låg-FODMAP-dieten och varje diet som involverar flera uteslutningar av livsmedel är risken för näringsbrist, och detta är särskilt relevant om de uteslutna matarna är näringsrika. Låg FODMAP-dieten kräver substitution av utvalda livsmedel i ett antal livsmedelsgrupper och därför finns det risk för otillräckligt intag av näringsämnen, särskilt kolhydrater, fibrer, järn, B-vitaminer och kalcium. Ett annat potentiellt säkerhetsproblem som är förknippat med genomförandet av dieten relaterar till inverkan på den gastrointestinala mikrobiotan, som har varit inblandad i patogenesen av IBS(23) och har associerats med kliniska egenskaper hos IBS inklusive buksmärtor, ångest och depression(24) 25). Därför föreslår vi att utvärdera mikrobiomet och metabolomen hos IBS-patienter för att skapa datauppsättningar med integrerade data genom AI-verktyg. Dessutom strävar vi efter att bestämma effekterna av en låg FOODMAP-diet baserad på fermenterade produkter på mikrobiomen och metabolomen hos IBS-patienter. Dessa utvärderingar kommer att göra det möjligt att bedöma patientens näringsbrist och den allmänna livskvaliteten före och efter intervention bland grupper och att utveckla en personlig behandling som kommer att öka livskvaliteten hos IBS-patienter.

Dieten med låg FODMAPs är förknippad med begränsningar, särskilt på grund av elimineringen av flera livsmedel, vilket kan orsaka förvärring av biverkningarna på grund av betydande förändringar i tarmmikrobiotans sammansättning och en total minskning av näringsstatus. Även om probiotika verkar ha positiva effekter för att förbättra denna bieffekt, är deras sätt att fungera fortfarande relativt okänt. Mycket återstår att svara på om vilka stammar som är/är mest effektiva över det breda spektrumet av IBS-patienter och om enstaka eller kombination av stammar fungerar bäst. Detta leder till frågan om individuella skillnader mellan IBS-patienter när det gäller mikrobiomdiversitet kan påverka effekten av probiotikaterapi. Därför föreslår vi med vårt tillvägagångssätt en omformning av värd-mikrobiota-interaktionerna genom personlig kost, vilket kan vara en ny terapeutisk väg för både sjukdomskontroll och förebyggande. Specifikt tror vi att en kost kompletterad med tidigare fermenterade livsmedel kommer att vara fördelaktigt för patientens tillstånd. Denna jäsning kommer att kontrolleras och utföras med Lactobacillus paracasei stam CNCM I-5220. Genom den longitudinella studien kommer vi att kunna utvärdera deras grad av sjukdomen vid baslinjen (en veckas lågFODMAP-diet), och effekten av de fermenterade matvarorna på deras mikrobiota och metabolom efter en och två veckor. Genom att anta nya effektiva behandlingsalternativ kan det dessutom vara möjligt att minska den höga återfallsfrekvensen av IBS-patienter till det offentliga hälsosystemet, förbättra patientens livskvalitet och minska kostnaderna för det nationella sanitära systemet (SSN).

Det primära målet kommer att vara att utvärdera enterotyperna hos IBS-patienter vid baslinjen och att analysera hur tillskott av fermenterad mat modifierar mikrobiomen och metabolomen hos IBS-patienter efter en låg FODMAP-diet.

Som sekundärt mål kommer vi att jämföra effektiviteten och säkerheten hos två olika näringstillvägagångssätt på IBS-symtom.