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Non-caloric sweeteners, microbiome and cardiometabolic risk - a randomized clinical trial of Iranian women

English title Non-caloric sweeteners, microbiome and cardiometabolic risk - a randomized clinical trial of Iranian women
Applicant Franco Oscar
Number 190277
Funding scheme SPIRIT
Research institution Institut für Sozial- und Präventivmedizin Universität Bern
Institution of higher education University of Berne - BE
Main discipline Metabolic Disorders
Start/End 01.03.2021 - 29.02.2024
Approved amount 499'780.00
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Keywords (5)

Metabolic health; Microbiome; Obesity; Non-caloric sweeteners; Menopausal transition

Lay Summary (French)

Lead
L'obésité a augmenté de façon spectaculaire dans le monde. En Iran, une femme postménopausée sur deux souffre d’obésité. Pour réduire ou maintenir le poids, les édulcorants sont souvent utilisés comme substituts du sucre (p. ex., Coca Zéro à la place du Coca standard) et leur consommation a énormément augmenté depuis 1990. Toutefois, l’effet des édulcorants sur la résistance à l’insuline est controversé selon des études récentes. Notre projet vise à comprendre l'effet des différents édulcorants sur la santé cardiovasculaire et métabolique des femmes en transition ménopausique et souffrant d’obésité en Iran.
Lay summary

Contenu et objectifs du travail de recherche

La prévalence de l'obésité a presque triplé dans le monde depuis 1975. En Iran, une femme postménopausée sur deux souffre d’obésité. Pour réduire ou maintenir le poids corporel, les édulcorants non caloriques (p. ex., aspartame) sont consommés dans le monde entier comme substituts du sucre. Toutefois, leur impact sur la santé cardio-métabolique est controversé. En effet, des études récentes ont montré que certains édulcorants pourraient induire des perturbations du microbiote intestinal et une intolérance au glucose chez les souris, mais aussi potentiellement chez les humains. Notre projet de recherche vise à comprendre l'effet de différents édulcorants sur le microbiote intestinal et la santé cardio-métabolique des femmes en transition ménopausique et souffrant d’obésité en Iran. Nous allons regarder en particulier l’effet de trois édulcorants (c.-à-d., aspartame, saccharine and stevia) sur la résistance à l'insuline, comparé à celui du sucre blanc.

Contexte scientifique et social du projet de recherche

Notre projet relève de la recherche clinique avec une visée de santé publique. En effet, la consommation d’édulcorants a massivement augmenté depuis les années 1990 dans le monde. De plus, l'émergence récente de taxes sur les boissons sucrées pourrait encore accélérer le passage des boissons sucrées aux boissons contenant des édulcorants. Dans ce contexte, nous devons mieux comprendre si certains édulcorants ont des effets non désirés sur la santé cardiovasculaire et métabolique.

Direct link to Lay Summary Last update: 05.02.2021

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Name Institute

Abstract

Rationale: The prevalence of obesity has almost tripled since 1975 in the world. In Iran, one in two postmenopausal women are obese. Non-caloric sweeteners (NCS) are consumed worldwide as sugar substitutes to reduce or maintain body weight. The impact of NCS on cardio-metabolic health is controversial. Good quality long-term intervention studies are limited and recent studies have shown that NCS potentially induce gut microbiota dysbiosis and glucose intolerance in mice, and potentially, in humans. Objective: Our 3-year research project aims at understanding the effect of different NCS on human gut microbiome, obesity and cardio-metabolic health, with a focus on insulin resistance. Datasets and methods: We will conduct a 3-month 4-arm triple-blind randomized clinical trial (RCT) in Iran and recruit 160 obese women in menopausal transition without chronic conditions. After a 4-week run-in period, the control group will receive daily a 500mL bottle containing 50g of sucrose, whereas the intervention groups will respectively receive the same bottle but containing aspartame (268 mg), saccharin (125 mg) or steviol glucosides (200 mg). Participants will be examined at baseline, 1 month, 3 months (endline), and 6 months after the end of the intervention. Blood, stool and 24-hour urine samples will be collected at baseline and endline. The primary outcome will be changes in microbiome at the operational taxonomic unit level, and the secondary outcomes will be changes in glucose homeostasis (e.g., HbA1c, fasting glucose and insulin), body weight and composition, sexual hormones, and other cardio-metabolic markers. In addition, we will assess the associations between regular intake of NCS-containing foods and microbiome composition using existing data from a Swiss observational study, Food&You. Collaboration: The Iranian team will run the trial, while the Swiss team will have the leading role in data analyses and writing the scientific output. Team members have extended experience in epidemiology, cardio-metabolic health, nutrition, women’s health and in RCT design and conduction. Two workshops (1-day symposium and 1-day team meeting) will be organized in Iran and Switzerland to enable knowledge transfer between Swiss and Iranian researchers and to ensure research project progress. Relevance and importance: The demand for lower-sugar products has massively increased since 1990. The recent emergence of taxes on sugar-sweetened beverages might further accelerate the shift from sugar-sweetened to NCS-containing beverages. In this context, we have to be certain that NCS have no substantial side effects on cardio-metabolic health, as suggested by animal models and a few very short-term clinical trials in humans. Our research project is important because it 1) is the first trial assessing the longer-term impact of NCS on the human microbiome in a large sample, 2) focuses on populations far less studied than white men, and 3) associates strong and complementary expertise from multiple locations.
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