Roluri Analiză formală, Scriere - schiță originală, Scriere - recenzie și editare

potențialul

Afiliere Danone Nutricia Research, Palaiseau, Franța

Roluri Analiză formală, Scriere - schiță originală, Scriere - recenzie și editare

Afiliere Danone Nutricia Research, Palaiseau, Franța

Roluri Analiză formală, vizualizare, scriere - schiță originală, scriere - recenzie și editare

Afiliere Danone Nutricia Research, Palaiseau, Franța

Roluri Analiză formală, Scriere - recenzie și editare

Afiliere Danone Nutricia Research, Palaiseau, Franța

Roluri Analiză formală, Scriere - recenzie și editare

Afiliere Danone Nutricia Research, Palaiseau, Franța

Roluri Conceptualizare, Scriere - recenzie și editare

Afiliere Diana Nova, Clichy La Garenne, Franța

Conceptualizare roluri, achiziție de finanțare, investigație, administrare de proiecte, resurse, supraveghere, validare, scriere - revizuire și editare

Departamentul de Imunologie și Microbiologie, Institutul de Biomedicină, Academia Sahlgrenska, Universitatea din Gothenburg, Gothenburg, Suedia, Departamentul de Medicină Internă și Nutriție Clinică, Institutul de Medicină, Academia Sahlgrenska, Universitatea din Gothenburg, Gothenburg, Suedia

Roluri Analiză formală, investigație, scriere - revizuire și editare

Departamentul de afiliere pentru medicină internă și nutriție clinică, Institutul de medicină, Academia Sahlgrenska, Universitatea din Gothenburg, Gothenburg, Suedia

Conceptualizare roluri, achiziție de finanțare, investigație, administrare de proiecte, resurse, supraveghere, validare, scriere - revizuire și editare

Departamentul de afiliere pentru medicină internă și nutriție clinică, Institutul de medicină, Academia Sahlgrenska, Universitatea din Gothenburg, Gothenburg, Suedia

Conceptualizare roluri, achiziție finanțare, investigație, metodologie, administrare proiect, resurse, supraveghere, validare, scriere - revizuire și editare

Departamentul de Medicină Internă și Nutriție Clinică, Institutul de Medicină, Academia Sahlgrenska, Universitatea din Göteborg, Göteborg, Suedia, Centrul pentru tulburări funcționale gastrointestinale și de motilitate, Universitatea din Carolina de Nord, Chapel Hill, Carolina de Nord, Statele Unite ale Americii

  • Boris Le Nevé,
  • Muriel Derrien,
  • Julien Tap,
  • Rémi Brazeilles,
  • Stephanie Cools Portier,
  • Denis Guyonnet,
  • Lena Ohman,
  • Stine Störsrud,
  • Hans Törnblom,
  • Magnus Simrén

Cifre

Abstract

Obiective

Scopul acestui studiu a fost de a evalua efectul unui produs lactat fermentat care conține Bifidobacterium lactis CNCM I-2494 (FMP) asupra simptomelor gastro-intestinale (GI) și H2 și CH4 expirați în timpul unei provocări cu nutrienți și lactuloză la pacienții cu sindrom de colon iritabil (IBS).

Metode

Am inclus 125 de pacienți cu IBS (Roma III). Subiecților la post li s-a servit o masă de testare lichidă de 400 ml conținând 25 g lactuloză. Intensitatea a opt simptome gastrointestinale și cantitatea de H2 și CH4 expirați au fost evaluate înainte și în timpul a 4 ore după administrarea mesei. Provocarea a fost repetată după 14 zile de consum de FMP sau de un produs de control într-un design dublu-orb, randomizat, paralel. Potențialul metabolic al microbiotei fecale a fost profilat utilizând analiza 16S MiSeq a probelor obținute înainte și după intervenție.

Rezultate

106 pacienți cu IBS au fost randomizați. Nu s-a găsit nicio diferență între FMP sau grupurile de control la simptomele GI sau la respirația H2 și CH4 în întreaga cohortă. O analiză post-hoc la pacienți stratificată în funcție de nivelurile lor de H2 de post a arătat că la producătorii mari de H2 (nivel de H2 de post≥10ppm, n = 35), consumul de FMP a redus nivelurile de H2 de post (p = 0,003) și producția de H2 în timpul provocării p = 0,002) și a avut tendința de a scădea disconfortul GI (p = 0,05) vs. controlul produsului. Potențialul metabolic Prevotella/Bacteroides la momentul inițial a fost mai mare la producătorii de H2 mari (p Fig 1.

A) Design de studiu B) Organigramă care demonstrează numărul de pacienți în diferitele faze ale studiului.

Evaluări ale perioadei preliminare

Chestionar IBS-SSS: severitatea simptomelor IBS a fost determinată cu chestionarul validat al IBS Severity Scoring System (IBS-SSS) variind de la 0 (fără simptome) la 500 [31].

Chestionar HAD: anxietatea generală și depresia au fost evaluate de scara Anxietății și depresiei spitalicești (HAD) [32].

Chestionar PHQ 15: deranjamentul a 15 simptome somatice a fost evaluat prin chestionarul de sănătate al pacientului 15 (PHQ-15) [33].

Test de timp de tranzit oroanal (OATT): OATT a fost evaluat la subiecți prin ingestia de inele radiopace [34].

Obiceiuri dietetice: Pentru a determina aportul obișnuit de energie și substanțe nutritive, precum și FODMAP (Oligo-, Di-, Monozaharide și Polioli fermentabili), toți subiecții au completat un jurnal alimentar de 4 zile în perioada de rodaj, în care cantitățile consumate au fost introduse în grame sau măsuri de uz casnic. Aportul de substanțe nutritive, inclusiv FODMAP, a fost calculat utilizând un software dedicat (Dietist XP, Kostdata.se, Stockholm, Suedia).

Analiza microbiotei fecale

Probele de fecale au fost colectate înainte și la sfârșitul perioadei de consum a produsului de la 62 de subiecți IBS. Probele de materii fecale au fost prelucrate în soluție de ARN mai târziu (Ambion) așa cum s-a descris anterior [35]. ARN-ul total fecal a fost extras folosind liza mecanică (Fastprep FP120, ThermoSavant) urmat de extracție pe bază de fenol/cloroform așa cum s-a descris anterior [36] și analizat prin secvențierea 16S pe o platformă MiSeq bazată pe regiunile V3-V4 16S (a se vedea informațiile de susținere). Datele obținute au fost analizate folosind pachetul software sursă deschisă Quantitative Insights Into Microbial Ecology (QIIME), v1.9 [37]. Secvențele reprezentative (adică cele mai abundente) pentru fiecare unitate taxonomică operațională (OTU) au fost atribuite taxonomic folosind baza de date Silva (versiunea 119) (a se vedea informațiile justificative). Potențialul metabolic al microbiotei fecale a unui taxon specific a fost proporțional cu numărul de citiri de ARNr 16S atribuite acestui taxon. Prevalența Methanobacteriales în probele fecale a fost evaluată prin PCR cantitativă (qPCR) așa cum s-a descris mai devreme [35].

analize statistice

Parametrii clinici.

Parametrii microbiotei.

Am evaluat mai întâi impactul intervenției asupra microbiotei intestinale în întreaga cohortă, urmată de analiza pe subgrupuri definite prin stratificarea post-hoc. DESeq2, o abordare special concepută pentru analiza secvențierii ARN și adecvată pentru un număr redus de subiecți [38] a fost utilizată pentru analiza statistică a parametrilor microbiotei. Metode statistice complete despre parametrii microbiotei pot fi găsite în informatii justificative.

Rezultate

Caracteristici clinice la momentul inițial

Caracteristicile clinice la momentul inițial sunt demonstrate în tabelul 1. Nu s-au găsit diferențe pentru vârstă, sex, subtip Roma III, IMC, IBS-SSS sau scorurile PhQ-15 între grupurile randomizate la FMP și produsul de control, dar scorurile pentru anxietatea și depresia HAD au fost mai mari la pacienții randomizați pentru a primi produsul de control.

Efectul intervenției asupra obiectivelor planificate ale studiului: simptome gastrointestinale, confort digestiv general și H2 și CH4 expirați.

Din 125 de subiecți evaluați pentru eligibilitate, un total de 106 pacienți au fost randomizați și 100 de pacienți au finalizat studiul (Fig. 1B). 19 subiecți nu au îndeplinit criteriile de includere a studiului și 6 subiecți (3 pe grup) au întrerupt studiul. Nu s-a găsit nicio diferență semnificativă între pacienții care au primit FMP sau produs de control la simptomele GI, confortul digestiv general și H2 și CH4 expirați după intervenția de 14 zile. Toate rezultatele privind obiectivele planificate ale studiului sunt prezentate în masa 2.

Stratificarea post-hoc a pacienților și efectul intervenției

A) Distribuția subiecților în% în funcție de valoarea postului H2 B) Efectul intervenției asupra schimbării medii de 4 ore a nivelurilor ASC de H2 C) Efectul intervenției asupra modificării medii a nivelurilor de H2 în post (T0); FMP: produs lactat fermentat; Control: produs lactat nefermentat; H2 ridicat: nivel H2 de post ≥10ppm (n = 33); H2 scăzut: nivel H2 de post până la a doua provocare de nutrienți-lactuloză între cele două brațe de studiu ajustate pentru valorile primei provocări; toate testele de semnificație au fost duble și au fost efectuate la nivelul de semnificație de 5%. Interacțiunea a fost evaluată la un nivel de semnificație de 10%; NS pentru valoarea p> 0,05, * Tabelul 3. Caracteristicile clinice ale subgrupurilor bazate pe postul H2 (post-hoc).

Efectul intervenției asupra potențialului metabolic al microbiotei intestinale

Am examinat efectul intervenției asupra potențialului metabolic al microbiotei intestinale. Șase genuri au fost identificate ca dominante și acestea au inclus Bacteroides, Prevotella, Ruminococcaceae Incertae Sedis, Blautia, Faecalibacterium și Bifidobacterium. Împreună, abundența relativă a acestor șase genuri a reprezentat în medie 40% din potențialul metabolic al microbiotei în acest studiu. Niciunul dintre aceste genuri nu a fost diferit înainte în comparație cu după intervenție (p> 0,05). Apoi, am examinat răspunsul microbiotei intestinale la un nivel taxonomic mai mic, adică OTU-uri. OTU-urile care au fost modificate de FMP au reprezentat o mediană de 7,1% din secvențele de ARNr 16S. Paisprezece (14) din 21 OTU-uri care erau reglementate în sus de FMP aparțineau filului Firmicutes (Fig 3).

Efectul intervenției asupra OTU-urilor microbiene. Fiecare punct corespunde unei OTU colorate în funcție de apartenența lor taxonomică (Phylum).

Potențialul metabolic al microbiotei intestinale în subgrupurile pe bază de H2 pe post și efectul intervenției.

Apoi, am evaluat dacă microbiota activă dominantă înainte de intervenție, măsurată prin secvențierea ARNr 16S, diferea la nivelul genului între producătorii de H2 (n = 22) și de H2 scăzut (n = 40) pentru care probele fecale ar putea fi analizate. Din cele șase genuri dominante, Prevotella și Bacteroides au fost semnificativ diferite între producătorii de H2 mari și mici (p Fig 4. Microbiota intestinală a pacienților cu IBS în funcție de nivelurile lor de H2 de post.

Potențialul metabolic al raportului Prevotella/Bacteroides la producătorii de H2 scăzut (n = 40) și ridicat (n = 22); Semnificația statistică a fost determinată prin testul Wilcoxon; * P Fig 5. Răspunsul microbiotei intestinale la intervenție în funcție de nivelurile de H2 de post la pacienții cu IBS.

A) Potențialul metabolic al raportului Prevotella/Bacteroides. Fiecare linie reprezintă un subiect înainte și după intervenție. Linia roșie reprezintă evoluția mediană. B) Efectul intervenției (FMP vs. control) asupra OTU-urilor microbiene la producătorii de H2 mari și mici. Fiecare punct corespunde unei OTU cu familia sa asociată descrisă pe axa x. OTU-urile sunt colorate în funcție de apartenența lor taxonomică (Phylum). C) Proporția (prezentată în%) a întregului potențial metabolic al microbiotei reglată în producătorii de H2 ridicat versus H2 redus la intervenție. H2 ridicat/control n = 8; H2 ridicat/FMP n = 14; H2 scăzut/control n = 22; Scăzut H2 FMP n = 18.

Discuţie

În acest studiu exploratoriu, am urmărit i) să evaluăm efectul consumului de 14 zile al unui PMP asupra simptomelor GI și H2 și CH4 expirate în timpul unui test combinat de provocare a nutrienților și lactuloza la pacienții cu IBS și ii) pentru a identifica potențiali predictori ai intervenției rezultatul, cum ar fi producția de gaze intestinale sau tiparul de simptome la momentul inițial.

Niciun efect al intervenției nu a fost observat în întreaga cohortă. Cu toate acestea, folosind analize post-hoc, am demonstrat că o intervenție FMP poate reduce producția de gaze intestinale într-un subgrup de pacienți cu IBS. Prin urmare, persoanele care au prezentat o producție mai mare de hidrogen în post înainte de intervenție au beneficiat cel mai mult de FMP. Acești subiecți au fost caracterizați printr-o semnătură distinctă a nivelului de activitate intestinală a microbiotei, dar nu s-au diferit altfel de alți pacienți în ceea ce privește parametrii clinici sau aportul alimentar. Aceste descoperiri sugerează că testarea H2 în respirație în repaus alimentar poate fi un predictor potențial al rezultatului intervenției FMP.

În prezentul studiu, nu s-a găsit nicio diferență între FMP și intervenția de control pe criteriile finale ale studiului atunci când a fost luată în considerare întreaga cohortă. Pacienții cu IBS formează o populație foarte eterogenă, cu numeroase subgrupuri identificate pe baza severității și tiparului simptomelor și a fiziopatologiei de bază [35, 39, 40]. Aceasta reprezintă o adevărată provocare atunci când se evaluează eficacitatea noilor tratamente la această populație. În acest studiu exploratoriu, am ales să includem toți pacienții cu IBS, indiferent de severitatea simptomelor sau de obiceiurile intestinale predominante. Obiectivul nostru a fost să identificăm potențiali predictori ai rezultatului intervenției în cadrul acestei cohorte eterogene. Această abordare poate ajuta la recrutarea unor cohorte mai specifice și omogene de pacienți în studiile viitoare bazate pe un marker surogat al activității microbiotei intestinale, sporind astfel șansele de succes.

În concluzie, constatările prezente indică faptul că consumul de 14 zile al unui produs lactat fermentat care conține B. lactis CNCM I-2494 și bacterii lactice poate reduce producția de gaze intestinale într-un subgrup de pacienți care sunt producători mari de H2, atât în ​​condiții de post și în urma unei provocări cu nutrienții și lactuloza. Nivelul H2 de post și potențialul metabolic al raportului Prevotella/Bacteroides au fost asociate cu rezultatul intervenției. Aceste constatări trebuie confirmate pentru a evalua dacă potențialul metabolic al microbiotei intestinale poate prezice răspunsul la un PMF la pacienții cu IBS.

Informatii justificative

S1 FIG. Prevalența Methanobacteriales, Blautia și Desulfovibrio detectată în proba fecală.

Metanobacterialele au fost detectate în ADN-ul fecal prin qPCR A) la momentul inițial în producătorii de H2 scăzut (n = 54) și ridicat (n = 24) și B) stratificat după grupul de studiu, înainte și după intervenție. Blautia și Desulfovibrio 16S ARN-seq citește abundența au fost descrise în terțile. Scăzut, mediu și ridicat au corespuns, respectiv, primului, celui de-al doilea și al treilea tertil. Prevalența subiectului pentru fiecare terț a fost indicată la momentul inițial, respectiv C) E) și stratificat după grupul de studiu, înainte și după intervenție, respectiv în D) F); Control H2 ridicat (n = 9), Control H2 redus (n = 29), FM2 H2 ridicat (n = 15), FMP H2 redus (n = 25).

S2 FIG. OTU diferențial abundente și familia lor identificate folosind DESeq2.

Probele au fost comparate între producătorii H2 (n = 24) și H2 (n = 54) scăzut după intervenție.