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avril 6, 2022
Les oligosaccharides du lait humain (HMO) sont des glucides complexes non digestibles très abondants dans le lait humain. Plus de 200 HMO différents ont été identifiés, ce qui témoigne de la diversité de ce composant biologiquement actif du lait humain. Une étude récente menée par des scientifiques de dsm-firmenich met en lumière une vision unique de la nature dynamique et variable de la composition des HMO.
Les oligosaccharides du lait humain (HMO) sont des glucides complexes non digestibles très abondants dans le lait humain. Plus de 200 HMO différents ont été identifiés, ce qui témoigne de la diversité de ce composant biologiquement actif du lait humain. 1,2
Le lait humain est l'étalon-or de l'alimentation du jeune enfant, et les oligosaccharides du lait humain (HMO) sont le troisième composant solide du lait humain. L'importance des HMO pour la santé et le développement des nourrissons est de plus en plus reconnue.4,5
Les preuves cliniques de la capacité des HMO à favoriser un microbiome équilibré et le système immunitaire,6,7 Ces oligosaccharides ont récemment été ajoutés aux préparations pour nourrissons, offrant ainsi certains des avantages du lait humain aux nourrissons nourris aux préparations pour nourrissons. Alors que cette innovation en matière de nutrition infantile se développe, les scientifiques poursuivent leurs recherches sur les HMO afin de mieux comprendre pourquoi ils sont un composant si important du lait maternel et quel est leur rôle dans le développement humain précoce.
La composition du lait humain étant la source d'inspiration des préparations pour nourrissons, il est essentiel que l'innovation en matière d'HMO ciblant les nourrissons s'appuie sur les niveaux et les concentrations d'HMO dans le lait humain. À cette fin, un groupe de scientifiques de dsm-firmenich a récemment achevé une recherche visant à évaluer et à classer la concentration d'HMO chez les mères en bonne santé tout au long de la lactation au niveau mondial. L'équipe était dirigée par Buket Soyyilmaz, MSc, scientifique associé, et comprenait des contributions de Marta Hanna Miks, PhD, DSc, gestionnaire principal des affaires réglementaires et scientifiques, et Christoph Rohrig, PhD, responsable des affaires réglementaires HMO, parmi d'autres assistants de recherche.
L'équipe a cherché à illustrer la variabilité considérable et la nature dynamique des HMO au cours de la lactation. Le Dr Rohrig explique que "les HMO ne sont pas des ingrédients statiques ; leurs concentrations changent tout au long de la lactation. En outre, comme il y a plus de 200 HMO dans le lait humain, lorsque les HMO individuels changent, la composition collective des HMO fléchit et varie continuellement - elle est tout à fait dynamique".
Soyyilmaz en donne un exemple : "La concentration des HMO totales et de la plupart des HMO individuelles atteindra son maximum peu après la naissance, puis diminuera au fur et à mesure de la lactation. Par exemple, les HMO comme le 2-fucosyllactose (2'FL) sont les plus abondants dans le colostrum, mais présentent ensuite une diminution régulière au fil du temps.3,8,9 Inversement, nous voyons le 3-fucosyllactose (3-FL), un HMO avec une structure similaire, augmenter régulièrement au fil du temps - atteignant des concentrations à 24 mois qui sont dix fois plus élevées que celles à un mois". 8,9 Même après les baisses décrites ci-dessus, le 2'FL reste probablement l'HMO le plus abondant dans le lait humain aux derniers stades de la lactation pour la plupart des mères.3,8 Cette constatation suggère un rôle clé pour le 2'FL dans la croissance et le développement du nourrisson.10
Outre les effets du temps, la génétique individuelle joue un rôle important dans la composition et la variabilité du profil HMO d'une mère. Selon le Dr Miks, "les différences dans la composition des HMO entre les mères sont dues en grande partie à la génétique, et plus particulièrement à l'expression de deux enzymes importantes appelées fucosyltransférases (FUT2 et FUT3). L'activité de FUT2 et FUT3 est influencée par le statut des groupes sanguins Secretor (Se) et Lewis (Le) de la femme.4,11,12 Il est à noter qu'il existe des polymorphismes dans la population générale pour l'expression de ces enzymes, ce qui signifie que certaines mères possèdent des gènes actifs pour une ou deux de ces enzymes, alors que d'autres n'en ont pas." Il en résulte quatre phénotypes de lait différents, ce qui nous donne quatre catégories différentes de composition HMO typique.4,12
Tableau 1 : Groupes de lait selon le groupe sanguin et le statut de sécréteur 3,4,12,13
Les quatre phénotypes laitiers sont observés à des fréquences différentes dans la population. Il est bien établi qu'environ 80 % de la population mondiale est porteuse du gène sécréteur - ce groupe est appelé "sécréteurs" - tandis qu'environ 20 % ne l'est pas et est appelé "non-sécréteurs".3,4
Chacun des quatre phénotypes ou groupes laitiers différents présente une composition en HMO quelque peu caractéristique. Compte tenu de la fréquence des femmes porteuses du gène sécréteur, les profils HMO associés aux phénotypes sécréteurs sont les plus abondants.
D'autres facteurs influencent également la composition des HMO, mais le Dr Miks explique que l'influence d'autres variables n'est pas encore bien comprise. Parmi les autres éléments en jeu figurent l'âge, l'état de santé et le régime alimentaire de la mère, l'âge gestationnel de l'enfant à la naissance et, dans une certaine mesure, la géographie.3,14
Au-delà de la volonté de comprendre comment les HMO évoluent dans le temps et dans l'espace, d'autres recherches ont cherché à savoir si des profils de HMO différents se traduisaient par des résultats sanitaires différents chez les nourrissons. Bien que cette question n'ait pas encore trouvé de réponse définitive, plusieurs études d'observation suggèrent qu'il pourrait y avoir des liens entre la composition du HMO de la mère et les résultats pour la santé de l'enfant.
Lewis et al. ont rapporté que les nourrissons de mères sécrétrices avaient une colonisation plus rapide des bifidobactéries et ont suggéré que cela pouvait être dû au profil HMO associé au phénotype sécréteur.15 Ces résultats sont cohérents avec ceux de l'étude réalisée par Smith-Brown et al. qui a également observé une association positive entre le statut de sécréteur et l'abondance des bifidobactéries.16 En revanche, une autre étude a montré que le genre Bifidobacterium était fortement enrichi chez les nourrissons de mères non sécrétrices.17
De même, l'incidence de la diarrhée chez le nourrisson a été liée au statut de sécréteur de la mère.18,19 En outre, l'obésité maternelle a été liée à la concentration de HMO, qui à son tour a été associée à la croissance du nourrisson au cours des six premiers mois de sa vie.20 Collectivement, ces études suggèrent une interaction de plusieurs variables qui, en fin de compte, déterminent la composition des HMO et le microbiome du nourrisson ainsi que les résultats en matière de santé.
Soyyilmaz présente le contexte de ces domaines d'investigation clinique : "Bien que les données issues de ces études et d'autres études d'observation suggèrent des associations intéressantes entre les facteurs génétiques qui influencent la composition des HMO et les résultats pour la santé des nourrissons, des résultats incohérents illustrent le fait que la science n'est pas bien établie en ce qui concerne l'impact du statut de sécrétrice de la mère sur la santé du nourrisson".
Plusieurs études décrivent déjà les concentrations et les modèles changeants des HMO, mais ces évaluations sont, au moins en partie, centrées sur le statut de secrétaires des mères. 9,21-24 Adoptant une approche différente, l'équipe de recherche de dsm-firmenich a cherché à déterminer les HMO les plus abondants et à décrire leurs concentrations correspondantes observées globalement tout au long de la lactation dans le lait humain à terme, indépendamment des variations causées par des facteurs génétiques et non génétiques. En ce sens, les auteurs ont utilisé une méthodologie commune, combinant les données sur les échantillons de lait provenant de tous les dossiers de concentration HMO pertinents et fiables qu'ils ont identifiés.
Bien que cette question soit débattue au sein de la communauté scientifique, Soyyilmaz explique que "l'avantage d'évaluer les niveaux moyens d'HMO dans le lait mis en commun est de fournir une approximation générale qui s'applique à l'ensemble de la population en moyenne. Nous avons opté pour une approche moyenne dans le but de voir les HMO les plus abondants observés à l'échelle mondiale". En outre, elle déclare : "Étant donné la complexité des données sur les HMO, nous avons décidé qu'une approche plus pragmatique pour comprendre les HMO les plus abondants dans l'ensemble apporterait de la valeur à l'ensemble de la littérature sur les niveaux de HMO dans le lait maternel humain".
Les tendances générales identifiées dans l'étude de dsm-firmenich sont conformes à d'autres études, c'est-à-dire qu'il y a une diminution générale de la concentration totale des HMO au cours de la lactation, à l'exception de quelques HMO individuelles qui augmentent au cours de la même période.
Leur analyse visait à illustrer les proportions relatives des différents HMO dans le lait humain mature - défini dans l'étude comme le lait produit pendant les jours 14 à 90 de la lactation - dans le contexte des quantités totales d'HMO. Les résultats de cette analyse sont décrits par Soyyilmaz : "Bien qu'il existe un grand nombre d'HMO individuels, environ 200, un nombre relativement faible d'HMO constitue la majorité de la fraction totale d'HMO dans le lait humain. Plus précisément, il apparaît que les six premiers HMO représentent plus de 50 % et les quinze premiers plus de 75 % de l'ensemble des HMO présents dans le lait humain. Ces données nous indiquent également qu'un nombre élevé de HMO doit se trouver dans des quantités relativement faibles."3
Les données résultant de l'analyse de dsm-firmenich fournissent des niveaux cibles significatifs pour étudier l'ajout de HMO aux préparations pour nourrissons. Le Dr Rohrig nous dit : "L'approche groupée fournit des cibles d'addition universelles pour tester ces oligosaccharides importants dans les préparations pour nourrissons. Le statut secret ou non secret d'une mère est plus probablement le résultat d'un effet biologique évolutif qui équilibre tout avantage connexe entre la mère et l'enfant. Ainsi, les données regroupées nous montrent des niveaux significatifs pour l'ensemble de la population. Ces niveaux servent donc de guide pour tester les effets bénéfiques de l'ajout d'HMO aux préparations pour nourrissons. En outre, la compréhension de la variabilité des HMO nous aide à fixer des niveaux de sécurité pour la population générale".
La géographie est souvent considérée comme un facteur influençant la composition des HMO. Des études antérieures ont mis en lumière l'influence potentielle de la géographie sur le profil des HMO. Par exemple, McGuire et al., ont rapporté que les niveaux de 3-FL chez les mères suédoises étaient trois fois plus élevés que ceux des mères de la Gambie rurale.25 Zhou et ses collègues ont compilé des données qui décrivent les changements dynamiques dans les HMO spécifiques à la population chinoise.26
Les scientifiques de dsm-firmenich fournissent un contexte supplémentaire pour le rôle de la géographie dans la composition des HMO. "Les différences régionales observées dans les HMO sont principalement fonction des différences locales dans la prévalence génétique, et la géographie peut donc être considérée comme une influence génétique sur la composition des HMO", explique le Dr Rohrig. Soyyilmaz partage ce point de vue en déclarant : "Selon les données disponibles, des différences apparaissent entre les zones géographiques, mais leur importance n'est pas entièrement comprise. Certes, les profils des HMO ne sont pas identiques d'un pays à l'autre, mais dans l'ensemble, les structures les plus abondantes semblent être les mêmes."3 Le groupe convient qu'il est nécessaire de réaliser des études régionales de quantification des HMO avec des échantillons de plus grande taille. Celles-ci seraient nécessaires pour comprendre s'il existe de véritables différences géographiques dans les profils des HMO.
Bien que les preuves du rôle des HMO dans la nutrition des jeunes enfants soient solides, la communauté scientifique est intéressée par d'autres recherches qui pourraient conduire à une approche plus personnalisée de l'application des HMO. Les chercheurs de dsm-firmenich ont partagé leurs points de vue sur d'autres questions qu'ils espèrent voir explorées par des études cliniques : "Les niveaux mondiaux de lait humain mis en commun constituent une bonne base pour l'approche de l'innovation des HMO dans le domaine des préparations pour nourrissons. Les connaissances acquises grâce à notre étude constituent un guide pratique pour ceux qui mènent des essais cliniques afin d'évaluer les avantages d'une supplémentation en HMO. Le lait humain est toujours la norme en matière de nutrition infantile, mais il nous incombe également, collectivement, de démontrer que l'ajout de nouveaux ingrédients aux préparations pour nourrissons se traduit par des améliorations significatives de la santé de l'enfant".
Les études réalisées jusqu'à présent sur la composition des HMO fournissent de nombreuses preuves de la variabilité, de la variété et de la complexité des HMO dans le lait humain. Les scientifiques de dsm-firmenich continueront à rassembler des données sur les niveaux de HMO afin de trouver des réponses à certaines des questions qui persistent sur la dynamique des niveaux et des concentrations de HMO. L'innovation dans le domaine des préparations pour nourrissons est constamment motivée par l'objectif d'obtenir un produit dont la composition et les fonctions sont plus proches de celles du lait humain. La persévérance dans la découverte des détails du profil HMO le plus représentatif des mères en bonne santé dans le monde entier est un objectif louable.
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