Darmfloratransplantatie van veganistische donor vermindert arteriële wandinflammatie niet
In een pilotstudie veranderde een enkele fecale microbioomtransplantatie van een slanke veganistische donor markers van arteriële inflammatie niet in mannelijke obese patiënten met metabool syndroom.
Effect of Vegan Fecal Microbiota Transplantation on Carnitine- and Choline-Derived Trimethylamine-N-Oxide Production and Vascular Inflammation in Patients With Metabolic SyndromeLiteratuur - Smits LP, Kootte RS, Levin E, et al. - J Am Heart Assoc. 2018;7:e008342
Introductie en methoden
Er zijn aanwijzingen dat het darmmicrobioom bijdraagt aan atherosclerose [1]. Darmbacteriën produceren trimethylamine (TMA) van endogeen en voedings-fosfatidylcholine en carnitine, die met name aanwezig zijn in dierlijke producten. TMA wordt geoxideerd in de lever tot trimethylamine-N-oxide (TMAO), een darmmicrobioom-gerelateerde metaboliet die gerelateerd is aan atherosclerose en incidente CV ziekte [2-4]. Omnivore metabool syndroom-patiënten hebben hogere TMAO productie dan slanke veganisten [5].
In deze dubbelblinde, gerandomiseerde, gecontrolleerde pilotstudie werd onderzocht of een eenmalige fecale microbioomtransplantatie (FMT) van een slanke veganistische donor de samenstelling van het darmmicrobioom beïnvloedt, alsmede de omzetting van zowel choline als carnitine tot TMA en TMAO in omnivore metabool syndroom-patiënten, in vergelijking met autologe (eigen feces) FMT.
Voor dit doel werden 20 obese metabool syndroom-patiënten in de leeftijd van 21-69 jaar, met een geschiedenis van CV ziekte, cholecystectomie, of immuundeficiëntie, die geen medicatie namen, gerandomiseerd naar slanke veganistische-donor of autologe FMT. FMT werd uitgevoerd na darmspoeling en feces van ofwel de donor ofwel de patiënt zelf, werden ingebracht door een naso-duodenale slang.
Bij baseline en 2 weken later, werd een orale stabiele isotoop-gelabelde choline en carnitine-challenge-test (CCCT) uitgevoerd, en het effect van de veganistische donor-FMT op de vasculaire inflammatoire tonus werd geëvalueerd, door aortawand vasculaire inflammatie te meten, zoals bepaald door 18F-fluorodeoxyglucose (18F-FDG) opname PET/CT scanning, waarvan gerapporteerd is dat dit verhoogd is in patiënten met metabool syndroom.
Belangrijkste resultaten
- Er was een niet-significante trend in de richting van verminderde fecale microbioomdiversiteit in veganisten vs. metabool syndroom-patiënten (Shannon index: 5.9; IQR: 5.8–6.0; vs 6.0; IQR: 5.9–6.1; P=0.08).
- Nuchtere plasmaconcentraties van TMAO verschilden niet significant tussen metabool syndroompatiënten en veganistische donoren (3.7 lmol/L; IQR: 2.7–4.9 lmol/L; vs 2.8 lmol/L; IQR: 1.9–3.4 lmol/L; P=0.13).
- 24-uurs urinaire excretie van TMAO was significant hoger in metabool syndroom patiënten ten opzichte van veganistische donoren (529 lmol; IQR: 239–1407 lmol; vs 178 lmol; IQR: 98–338 lmol; P=0.03), hoewel 24-uurs urinaire TMA excretie verschilde niet significant tussen de twee groepen bij baseline.
- Er werden geen veranderingen in fecale microbioomdiversiteit gezien (Shannon index) op 2 weken na ofwel een veganistische donor-FMT (van 6.0; IQR: 5.9–6.1; tot 6.1; IQR: 5.9–6.2; P=0.260) of autologe FMT (van 6.0; IQR: 5.9–6.0; tot 6.0; IQR: 5.7–6.1; P=0.721).
- Veganistische donor-FMT veranderde de darmmicrobioomsamenstelling richting een veganistisch profiel in sommige, maar niet alle metabole syndroom patiënten.
- FDG opname in de aortawand was niet significant verschillend tussen metabool syndroom- patiënten en veganistische donoren (gemaximaliseerde target tov achtergrond: 3.25±0.8 vs. 2.83±0.9; P=0.27).
Conclusie
Een eenmalige fecale microbioomtransplantatie van een slanke veganistische donor in obese mannelijke patiënten met metabool syndroom resulteerde in veranderingen van de samenstelling van het darmmicrobioom in sommige deelnemers, maar dit vertaalde zich niet in een veranderde carnitine- of choline-tot-TMAO conversie, noch had dit invloed op markers van arteriële wandinflammatie.
Referenties
1. Koren O, Spor A, Felin J, et al. Human oral, gut, and plaque microbiota in patients with atherosclerosis. Proc Natl Acad Sci USA. 2011;108(suppl):4592–4598.
2. Bennett BJ, de Aguiar Vallim TQ, Wang Z, et al. Trimethylamine-N-oxide, a metabolite associated with atherosclerosis, exhibits complex genetic and dietary regulation. Cell Metab. 2013;17:49–60.
3. Wang Z, Klipfell E, Bennett BJ, et al. Gut flora metabolism of phosphatidylcholine promotes cardiovascular disease. Nature. 2011;472:57–63.
4. Tang WH, Wang Z, Levison BS, et al. Intestinal microbial metabolism of phosphatidylcholine and cardiovascular risk. N Engl J Med. 2013;368:1575–1584.
5. Org E, Blum Y, Kasela S, et al. Relationships between gut microbiota, plasma metabolites, and metabolic syndrome traits in the METSIM cohort. Genome Biol. 2017;18:70.