Auswirkung von PHGG auf Zusammensetzung und Funktion des intestinalen Mikrobioms – Ergebnisse der PAGODA Studie

Hintergrund:

Frühe Veränderungen des intestinalen Mikrobioms sind charakteristisch für CED und andere Erkrankungen. Jedoch bleibt unklar, ob die beschriebenen Veränderungen (u.a. Anstieg von Proteobacteria und Verringerung von Produzenten kurzkettiger Fettsäuren (SCFA) wie z.B. Lachnospiraceae) kausal an der Pathogenese beteiligt sind. Nichtsdestotrotz erfährt das Konzept der Beeinflussung des Mikrobioms bei diesen Erkrankungen großes Interesse. Die Gabe von Probiotika ist ein eine Möglichkeit hierzu. Trotz großem wissenschaftlichem Interesse bleiben die Interaktionen von Mikrobiom und intestinalem Epithel weitgehend im Dunkeln. Das Ziel der PAGODA Studie war es daher, neue Interaktionswege zwischen einer dietätischen Intervention mit einem Faserpräparat (partiell hydrolysiertes Extrakt der Guarbohne, PHGG), strukturellen und funktionalen Veränderungen des intestinalen Mikrobioms und Auswirkungen auf die Homöostase an der mukosalen Oberfläche zu untersuchen.

Methodik:

Es wurde eine 9-wöchige Studie an 19 gesunden ProbandInnen durchgeführt (8 m, 11w). Diese gliederte sich in 3 Abschnitte: Auf eine dreiwöchige Baseline-Phase folgten 3 Wochen Interventionsphase mit steigenden Dosen von PHGG (5 – 10 – 15 g/Tag). Abschließend wurde die Supplementation beendet und die Patienten für 3 Wochen nachbeobachtet. In jeder Woche wurden Stuhl- und Serumproben gewonnen und Ernährung, Stuhlgewohnheiten (Bristol Stool Scale) und intestinale Symptome mittels Fragebogen erfasst. Die Mikrobiomzusammensetzung wurde durch 16S Amplicon based sequencing (V1-V3 und V3-V4 Regionen) ermittelt und das fekale Metabolom mit NMR Spektroskopie analysiert.

Ergebnisse:

Unter PHGG Supplementation kam es zu einem signifikanten Anstieg der Stuhlfrequenz und einer Reduktion der Konsistenz, insbesondere bei den männlichen Teilnehmern. Dieser Effekt persistierte auch nach Absetzen von PHGG, wohingegen eine Verringerung der α-Diversität sich nach Absetzen zurückbildete. Die paarweise Bray-Curtis Distanz zwischen den Samples vor Supplementation und zu Woche 6 war signifikant erhöht. NMR Spektroskopie von Stuhlproben zeigte geschlechtsspezifische Unterschiede und Veränderungen in den Konzentrationen von SCFA zu Beginn der Intervention.

Schlussfolgerung:

Die PAGODA Studie zeigt, dass eine dietätische Faserintervention mit PHGG mit vorteilhaften Veränderungen der intestinalen Mikrobiota und des Metaboloms assoziiert ist.