تأثير غذاء جديد غني بالميراكولين على الميكروبيوم المعوي للمرضى المصابين بسوء التغذية والسرطان وفقدان حاسة التذوق
Effect of a Novel Food Rich in Miraculin on the Intestinal Microbiome of Malnourished Patients with Cancer and Dysgeusia

المجلة: Nutrients، المجلد: 17، العدد: 2
DOI: https://doi.org/10.3390/nu17020246
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39861376
تاريخ النشر: 2025-01-10
المؤلف: Julio Plaza‐Díaz وآخرون
الموضوع الرئيسي: التحليل الكيميائي الحيوي وتقنيات الاستشعار

نظرة عامة

تقدم هذه القسم نتائج تجربة سريرية عشوائية، متوازية، ثلاثية التعمية، ومراقبة بالدواء الوهمي تهدف إلى معالجة اضطراب الذوق لدى مرضى السرطان الذين يعانون من سوء التغذية من خلال إعطاء التوت المعجزة المجفف (DMBs) الذي يحتوي على الجليكوبروتين المعدل للذوق ميراكلين. تم توزيع 31 مريضًا يخضعون لعلاج مضاد للورم عشوائيًا إلى ثلاث مجموعات: جرعة قياسية (150 ملغ)، جرعة عالية (300 ملغ)، ودواء وهمي (300 ملغ من الفراولة المجففة بالتجميد)، مع استمرار العلاج لمدة ثلاثة أشهر. قامت الدراسة بتحليل الميكروبيوم المعوي باستخدام عينات البراز وحددت اختلافات كبيرة في وفرة الأجناس الميكروبية، لا سيما Phocaeicola وEscherichia، التي تأثرت بالعلاج.

أشارت النتائج إلى أن جنس Solibaculum زاد في الوفرة في مجموعة DMB ذات الجرعة القياسية، بينما أظهرت Bacteroides sp. PHL 2737 وفرة منخفضة عبر كلا مجموعتي DMB. على العكس، كانت Vescimonas coprocola أكثر وفرة في كلا مجموعتي العلاج. ومن الجدير بالذكر أن الجرعة القياسية من DMB ارتبطت إيجابيًا بمستويات TNF-α ووفرة Lachnoclostridium وMediterraneibacter، بينما كانت الجرعة العالية مرتبطة سلبًا بمستويات TNF-α ووفرة Phocaeicola. بالإضافة إلى ذلك، وُجدت علاقة إيجابية بين الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة في كريات الدم الحمراء وLachnoclostridium وRoseburia بعد إعطاء الجرعة العالية من DMB. تشير النتائج إلى أن تناول DMB، بالتزامن مع العلاج الغذائي، يؤثر إيجابيًا على الميكروبيوم المعوي، مما قد يعزز الاستجابات المناعية ويحسن تناول الطعام لدى مرضى السرطان الذين يعانون من اضطرابات الذوق. يُوصى بإجراء مزيد من الأبحاث مع أحجام عينات أكبر للتحقق من هذه النتائج الأولية.

مقدمة

تستعرض مقدمة هذه الورقة البحثية التأثيرات المتعددة الأوجه للسرطان، مع تسليط الضوء على آثاره النفسية والبدنية والاقتصادية والاجتماعية. تؤكد على الدور الكبير لسوء التغذية في السرطان، الذي يتحمل مسؤولية 10-20% من الوفيات المرتبطة بالسرطان، ومع ذلك، فإن 30-60% فقط من المرضى المعرضين للخطر يتلقون الدعم الغذائي. أحد الجوانب الحاسمة التي تم مناقشتها هو انتشار التغيرات في الذوق الناتجة عن العلاج الكيميائي، والتي تؤثر على 45-80% من المرضى، مما يمكن أن يؤدي إلى اضطراب الذوق – حالة تتميز بتغيرات في إدراك الذوق تؤثر سلبًا على الحالة الغذائية وجودة الحياة.

تستكشف الورقة أيضًا تأثير الميكروبيوم المعوي على الصحة، مشيرة إلى تركيبه المعقد وعواقب اختلال التوازن الميكروبي، الذي يرتبط بمختلف الأمراض، بما في ذلك السرطان. تذكر المقدمة إمكانية التوت المعجزة المجفف (DMBs)، الذي يحتوي على ميراكلين، وهو جليكوبروتين يعدل إدراك الذوق وقد يحسن جودة الحياة لمرضى السرطان الذين يعانون من تغيرات في الذوق. أشارت الدراسات السابقة إلى نتائج واعدة بشأن تأثيرات DMBs على اضطرابات الذوق لدى مرضى العلاج الكيميائي. تهدف الدراسة الحالية إلى تقييم الميكروبيوم المعوي لمرضى السرطان الذين يعانون من سوء التغذية واضطراب الذوق بعد تناول DMB، مع افتراض أن هذا التدخل يمكن أن يكون مكملاً غذائيًا طبيًا مفيدًا في علاجهم.

الطرق

تعتبر دراسة CLINMIR تجربة سريرية عشوائية، متوازية، ثلاثية التعمية، ومراقبة بالدواء الوهمي مصممة لتقييم تأثيرات مكمل غذائي قائم على الميراكلين على مرضى السرطان الذين يعانون من اضطرابات الذوق. تم تسجيلها تحت NCT05486260، وجذبت الدراسة 31 مشاركًا من خدمة الأورام ووحدة التغذية السريرية في مدريد. تم توزيع المشاركين عشوائيًا إلى واحدة من ثلاث مجموعات علاجية: واحدة تتلقى 150 ملغ من DMB (ما يعادل 2.8 ملغ من الميراكلين) مع الفراولة المجففة بالتجميد، وأخرى تتلقى 300 ملغ من DMB (5.6 ملغ من الميراكلين)، ومجموعة دواء وهمي تتلقى 300 ملغ من الفراولة المجففة بالتجميد. كانت جميع العلاجات متساوية السعرات الحرارية وتم إعطاؤها قبل خمس دقائق من كل وجبة على مدى فترة ثلاثة أشهر.

اتبعت الدراسة إرشادات السلامة التي وضعتها الهيئة الأوروبية لسلامة الأغذية (EFSA)، التي وافقت على DMBs كغذاء جديد، مما يشير إلى أن تناول 10 ملغ/كغ من وزن الجسم يوميًا آمن. كانت الجرعة القصوى في هذه التجربة 0.9 غ/يوم، متجاوزة قليلاً الكمية الموصى بها، ولكنها ضمن الحدود الآمنة التي وضعتها EFSA للجرعات الفموية لمدة 90 يومًا. تم تحديد حجم العينة بناءً على الطبيعة الاستكشافية للدراسة والتوصيات الدولية الحالية للدراسات التجريبية، وتم تقييم القوة الإحصائية في نهاية الدراسة للتحقق من النتائج.

النتائج

في الدراسة التي أجريت من نوفمبر 2022 إلى مايو 2023، تم تقييم 62 مريضًا للملاءمة، حيث تم تشخيص 31 مريضًا بالسرطان واستوفوا معايير الإدراج. تم توزيع هؤلاء المرضى عشوائيًا إلى ثلاث مجموعات تدخل بناءً على أنواع السرطان المحددة لديهم. على مدار الدراسة، انسحب عشرة مشاركين، بشكل أساسي بسبب تشوهات الذوق الناتجة عن الأطعمة الحمضية وغير الحلوة (ن = 6) وتعقيد التدخل (ن = 2). بالإضافة إلى ذلك، توفي مريضان في مجموعة الدواء الوهمي خلال التجربة. في النهاية، أكمل 21 مريضًا بالسرطان التجربة السريرية، وتم تحليل جميع البيانات باستخدام نهج النية للعلاج.

تكونت العينة النهائية من 58.1% من النساء و41.9% من الرجال، بمتوسط عمر 60.0 ± 10.9 سنوات. خضع المشاركون الذين تلقوا العلاج النشط لتقييمات عبر قياس الذوق الكهربائي، وتم توثيق النتائج المتعلقة بإدراك الذوق لهذه الفئة السكانية في منشور منفصل [51].

المناقشة

تسلط قسم المناقشة في هذه الورقة البحثية الضوء على النتائج المهمة المتعلقة بتأثير التدخلات الغذائية، وبشكل خاص استهلاك DMB (مكمل غذائي)، على الميكروبيوم المعوي لمرضى السرطان. الدراسة، التي وافق عليها لجنة البحث العلمي والأخلاقيات في مستشفى جامعة لا باز، التزمت بالمعايير الأخلاقية وشملت موافقة مستنيرة من المشاركين. تشير النتائج الرئيسية إلى أن تناول DMB بانتظام، جنبًا إلى جنب مع العلاج الغذائي، أدى إلى تغييرات ملحوظة في الميكروبيوتا المعوية، بما في ذلك زيادة مستويات الأجناس Solibaculum وBacteroides sp. PHL 2737 وVescimonas coprocola، بالإضافة إلى زيادة إنتاج حمض الأسيتيك. علاوة على ذلك، كانت وجود جنس Prevotella مرتبطًا إيجابيًا بتحسين إدراك الذوق، مما يشير إلى أن التعديلات الغذائية يمكن أن تؤثر على كل من تركيب الميكروبيوم والتجارب الحسية لدى المرضى الذين يخضعون لعلاج السرطان.

كشفت التحليلات أيضًا عن علاقات بين أنواع بكتيرية معينة ومكونات غذائية، مثل الأحماض الدهنية المشبعة وغير المشبعة، وعلامات الالتهاب مثل TNF-α. ومن الجدير بالذكر أن الدراسة وجدت أن الجرعات الأعلى من DMB كانت مرتبطة بانخفاض في وفرة Phocaeicola، التي ارتبطت سلبًا بمستويات TNF-α. تؤكد النتائج على إمكانية DMB في تغيير ديناميات الميكروبيوم المعوي وتعزيز تناول الطعام وجودة الحياة لمرضى السرطان الذين يعانون من اضطراب الذوق. تمثل هذه الدراسة التجريبية جهدًا رائدًا لاستكشاف تأثيرات DMB على الميكروبيوم المعوي، مما يشير إلى أن الاستراتيجيات الغذائية قد تلعب دورًا حاسمًا في إدارة التحديات الغذائية وتحسين الرفاهية العامة في رعاية مرضى السرطان.

Journal: Nutrients, Volume: 17, Issue: 2
DOI: https://doi.org/10.3390/nu17020246
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39861376
Publication Date: 2025-01-10
Author(s): Julio Plaza‐Díaz et al.
Primary Topic: Biochemical Analysis and Sensing Techniques

Overview

This section presents the findings of a pilot randomized, parallel, triple-blind, and placebo-controlled clinical trial aimed at addressing dysgeusia in malnourished cancer patients through the administration of dried miracle berries (DMBs) containing the taste-modifying glycoprotein miraculin. A total of 31 patients undergoing antineoplastic treatment were randomized into three groups: a standard dose (150 mg), a high dose (300 mg), and a placebo (300 mg freeze-dried strawberry), with treatment lasting three months. The study analyzed the intestinal microbiome using stool samples and identified significant differences in the relative abundances of microbial genera, notably Phocaeicola and Escherichia, influenced by the treatment.

The results indicated that the Solibaculum genus increased in abundance in the standard-dose DMB group, while Bacteroides sp. PHL 2737 showed low abundance across both DMB groups. Conversely, Vescimonas coprocola was more abundant in both treatment groups. Notably, the standard dose of DMB correlated positively with TNF-α levels and the abundances of Lachnoclostridium and Mediterraneibacter, whereas the high dose was negatively associated with TNF-α levels and Phocaeicola abundance. Additionally, a positive correlation was found between erythrocyte polyunsaturated fatty acids and Lachnoclostridium and Roseburia following high-dose DMB administration. The findings suggest that DMB intake, in conjunction with nutritional treatment, positively influences the intestinal microbiome, potentially enhancing immune responses and improving dietary intake in cancer patients suffering from taste disorders. Further research with larger sample sizes is recommended to validate these preliminary results.

Introduction

The introduction of this research paper outlines the multifaceted impact of cancer, highlighting its psychological, physical, economic, and social ramifications. It emphasizes the significant role of malnutrition in cancer, which is responsible for 10-20% of cancer-related deaths, yet only 30-60% of at-risk patients receive nutritional support. A critical aspect discussed is the prevalence of chemotherapy-induced taste changes, affecting 45-80% of patients, which can lead to dysgeusia—a condition characterized by altered taste perceptions that negatively impacts nutritional status and quality of life.

The paper further explores the gut microbiome’s influence on health, noting its complex composition and the consequences of dysbiosis, which is linked to various diseases, including cancer. The introduction mentions the potential of dried miracle berries (DMBs), which contain miraculin, a glycoprotein that modifies taste perception and may improve the quality of life for cancer patients experiencing taste alterations. Previous studies indicated promising results regarding DMBs’ effects on taste disorders in chemotherapy patients. The current study aims to evaluate the intestinal microbiome of malnourished cancer patients with dysgeusia following DMB consumption, positing that this intervention could serve as a beneficial medical-nutritional adjunct in their treatment.

Methods

The CLINMIR study is a pilot randomized, parallel, triple-blind, and placebo-controlled clinical trial designed to evaluate the effects of a miraculin-based food supplement on malnourished cancer patients experiencing taste disorders. Registered under NCT05486260, the study recruited 31 participants from an oncology service and clinical nutrition unit in Madrid. Participants were randomly assigned to one of three treatment arms: one receiving 150 mg of DMB (equivalent to 2.8 mg of miraculin) combined with freeze-dried strawberries, another receiving 300 mg of DMB (5.6 mg of miraculin), and a placebo group receiving 300 mg of freeze-dried strawberries. All treatments were isocaloric and administered five minutes before each meal over a three-month period.

The study adhered to safety guidelines established by the European Food Safety Authority (EFSA), which approved DMBs as a novel food, indicating that an intake of 10 mg/kg body weight per day is safe. The maximum dosage in this trial was 0.9 g/day, slightly exceeding the recommended amount, but within the safety limits established by the EFSA for 90-day oral doses. The sample size was determined based on the exploratory nature of the study and existing international recommendations for pilot studies, with statistical power assessed at the study’s conclusion to validate the findings.

Results

In the study conducted from November 2022 to May 2023, a total of 62 patients were evaluated for eligibility, with 31 patients diagnosed with cancer meeting the inclusion criteria. These patients were randomly assigned to three intervention groups based on their specific cancer types. Throughout the study, ten participants withdrew, primarily due to taste distortions from acidic, non-sweet foods (n = 6) and the complexity of the intervention (n = 2). Additionally, two patients in the placebo group passed away during the trial. Ultimately, 21 cancer patients completed the clinical trial, and all data were analyzed using an intention-to-treat approach.

The final sample comprised 58.1% women and 41.9% men, with a mean age of 60.0 ± 10.9 years. Participants receiving active treatment underwent assessments via electrogustometry, with the results regarding taste perception for this population documented in a separate publication [51].

Discussion

The discussion section of this research paper highlights the significant findings regarding the impact of dietary interventions, specifically the consumption of DMB (a dietary supplement), on the gut microbiome of cancer patients. The study, approved by the University Hospital La Paz’s Scientific Research and Ethics Committee, adhered to ethical standards and involved informed consent from participants. Key results indicate that regular DMB intake, alongside nutritional treatment, led to notable changes in the gut microbiota, including increased levels of the genera Solibaculum, Bacteroides sp. PHL 2737, and Vescimonas coprocola, as well as enhanced production of acetic acid. Additionally, the presence of the Prevotella genus was positively correlated with improved taste perception, suggesting that dietary modifications can influence both microbiome composition and sensory experiences in patients undergoing cancer treatment.

The analysis further revealed correlations between specific bacterial taxa and dietary components, such as saturated and polyunsaturated fatty acids, and inflammatory markers like TNF-α. Notably, the study found that higher doses of DMB were associated with a decrease in the abundance of Phocaeicola, which correlated negatively with TNF-α levels. The findings underscore the potential of DMB to not only alter gut microbiome dynamics but also to enhance dietary intake and quality of life for cancer patients experiencing dysgeusia. This pilot study represents a pioneering effort to explore the effects of DMB on the intestinal microbiome, suggesting that dietary strategies may play a crucial role in managing nutritional challenges and improving overall well-being in cancer care.