Deficitul marginal de biotină poate fi indus experimental la oameni folosind un cost-eficient
Shawna L. Stratton
4 Departamentul de Biochimie și Biologie Moleculară, Colegiul de Medicină
Cindy L. Henrich
4 Departamentul de Biochimie și Biologie Moleculară, Colegiul de Medicină
Nell I. Matthews
4 Departamentul de Biochimie și Biologie Moleculară, Colegiul de Medicină
Anna Bogusiewicz
4 Departamentul de Biochimie și Biologie Moleculară, Colegiul de Medicină
Amanda M. Dawson
4 Departamentul de Biochimie și Biologie Moleculară, Colegiul de Medicină
Thomas D. Horvath
4 Departamentul de Biochimie și Biologie Moleculară, Colegiul de Medicină
Suzanne N. Owen
4 Departamentul de Biochimie și Biologie Moleculară, Colegiul de Medicină
Gunnar Boysen
4 Departamentul de Biochimie și Biologie Moleculară, Colegiul de Medicină
Jeffery H. Moran
4 Departamentul de Biochimie și Biologie Moleculară, Colegiul de Medicină
Donald M. Mock
4 Departamentul de Biochimie și Biologie Moleculară, Colegiul de Medicină
Date asociate
Abstract
Introducere
Biotina este o vitamină solubilă în apă care servește drept cofactor necesar pentru cinci carboxilaze care catalizează etapele esențiale în metabolismul intermediar uman (1-3). Studiile indică faptul că deficitul marginal de biotină asimptomatică este teratogen la mai multe specii de animale, inclusiv la mamifere (4-8). Având în vedere studiile recente care indică faptul că deficiența marginală de biotină se dezvoltă frecvent în timpul gestației umane normale, a existat o cercetare sporită a mecanismelor potențiale ale teratogenezei în modele de mamifere și non-mamifere, precum și eforturi sporite de identificare a indicatorilor umani valabili ai stării biotinei (9, 10 ).
Adesea, studiile care induc deficitul de vitamine au fost efectuate într-un cadru intern. Din motive de cost și de acceptare a participanților, studii mai recente au avut tendința de a fi efectuate într-un cadru ambulatoriu cu sprijin dietetic puternic (11). Studiile care induc experimental carența de biotină la om au fost efectuate în mod uniform într-un cadru intern, cum ar fi un CRC 8. Aceste studii au utilizat în mod caracteristic o dietă bogată în albuș de ou nedenaturat livrat ca băutură consumată cu mesele, iar perioadele de epuizare variază de la 3 la 12 săptămâni (12-15). Albușul de ou conține avidină, o glicoproteină tetramerică care leagă 4 mol biotină/mol proteină cu afinitate foarte mare.
Deși au reușit să inducă un deficit marginal de biotină asimptomatică, studiile anterioare efectuate de laboratorul nostru au necesitat multă muncă și au fost costisitoare. O contribuție importantă la cheltuieli a fost proiectarea studiului internat. Fiecare studiu a folosit o interacțiune zilnică cu dieteticienii, asistenții medicali și personalul CRC. Mesele pentru participanții concepute pentru a avea un conținut scăzut de biotină au fost planificate cu atenție, pregătite și servite de personalul dietetic CRC. În plus, participanții au fost găzduiți în CRC timp de 28 de zile de internare.
Am căutat să determinăm dacă deficiența marginală de biotină ar putea fi indusă la oameni într-un design ambulatoriu mai puțin costisitor, care încorporează o dietă generală auto-selectată, mixtă. În plus, am examinat sensibilitatea relativă a mai multor indicatori validați ai stării biotinei în timpul severității crescânde a deficitului.
Participanți și metode
Determinarea capacității de legare a biotinei a sursei de avidină.
Pentru a determina empiric capacitatea de legare a biotinei a avidinei (Belovo) utilizate în proiectele de studiu 1 și 2, stoichiometria de legare a biotinei a fost evaluată utilizând o analiză de deplasare optică a colorantului (HABA) așa cum s-a descris anterior (16). Testul HABA a arătat că avidina se leagă o medie de 3,5 mol biotină/mol avidină.
Studiul mouse-ului.
Studii umane.
Această cercetare a fost aprobată de Consiliul de revizuire instituțională al Universității din Arkansas pentru științe medicale. Consimțământul informat scris a fost obținut de la fiecare participant ca parte a procesului de consimțământ în curs. Criteriile de incluziune au inclus o sănătate bună fără antecedente de boală renală. Criteriile de excludere au inclus istoricul actual de fumat (18), consumul de suplimente alimentare cunoscute a conține biotină și o istorie recentă a terapiei cu anumite medicamente cunoscute pentru a accelera catabolismul biotinei, cum ar fi anumite anticonvulsivante (19-21). Opt participanți (5 femei; vârsta medie de 36 de ani; interval de 23-56 de ani) au finalizat cu succes studiul. Un participant (femeie) a finalizat proiectul de studiu 1 și 2. Un alt participant (femeie) a finalizat proiectele de studiu 1, 2 și 3.