Nouvelles perspectives sur la science des HMO Partie 2 : Comment les HMO profitent au développement du cerveau et à la santé

Dès le début de la vie   la nutrition a des implications pour l'avenir la santé : les experts pèsent dans la balance  

• Les oligosaccharides du lait humain (HMO) sont un composant bioactif important du lait maternel et peuvent être un élément clé des avantages cognitifs associés à l'allaitement.¹  
  
• Les 1000 premiers jours constituent une fenêtre critique pour le développement du cerveau.² Des preuves précliniques émergentes suggèrent que les HMO peuvent exercer une influence à la fois directe et indirecte sur le développement du cerveau et la santé.^{3, 4}  
  
• Dans cet article, le Dr Louise Kristine Vigsnæs, chef du département de biologie, et Dr. Stine Dam Jepsen, Scientist at dsm-firmenich, explique comment les HMO peuvent influencer le développement du cerveau et la santé.
  

Les HMO sont un bioactif composant du lait maternel qui semble avoir un impact positif sur le cerveau.

Les recherches menées au cours des dernières décennies révèlent que certains aspects du développement cognitif  sont supérieurs chez les enfants nourris au sein par rapport à ceux nourris au lait maternisé.^5, 6 Une revue publiée en 2020 par Al-Khafaji et al. évaluant l'impact potentiel des oligosaccharides du lait humain (HMO) sur l'axe intestin-cerveau suggère que les avantages cognitifs de l'allaitement pourraient être dus, en partie, aux HMO présents dans le lait maternel.¹ Le lien potentiel entre les HMO présents dans le lait maternel et le développement cognitif est également étayé par d'autres publications.^3,4  

Jusqu'à récemment, la présence d'HMO dans les préparations pour nourrissons était très limitée et constituait un facteur clé de différenciation entre la composition du lait maternel et celle des préparations pour nourrissons, ce qui peut contribuer à expliquer pourquoi les nourrissons allaités connaissent un certain nombre de résultats positifs uniques en matière de santé.^7, 8 Les HMO sont le troisième composant solide le plus important du lait maternel humain. Si les oligosaccharides du lait sont présents dans le lait de vache, ils sont beaucoup plus abondants et structurellement diversifiés dans le lait humain.⁹  

La fonction des différents HMO est liée à leur structure et à leur abondance dans le lait maternel, et l'impact potentiel de certains HMO sur la santé du cerveau dépend probablement à la fois de la structure du HMO et de la quantité fournie.¹ Des données émergentes provenant de modèles précliniques et d'une étude d'observation chez le nourrisson suggèrent un rôle des HMO dans le développement du cerveau et la cognition,^10-15 avec certaines données précliniques indiquant que l'impact sur le cerveau pourrait être influencé par le microbiote intestinal,^11,12 illustrant la fonctionnalité de l'axe intestin-cerveau.  

Louise Vigsnæs, responsable de HMO Biology, et Dr. Stine Dam Jepsen, Scientist at dsm-firmenich, répond à questions sur rôle des HMOs et cerveau santé 

Pourquoi les 1000 premiers jours sont-ils si importants pour le développement du cerveau ? 

Le cerveau est un organe complexe et unique qui se développe et évolue tout au long de la vie. C'est au cours des premières années - de la conception aux deux premières années de la vie - que le cerveau subit les plus grandes transformations.² Bien que le développement du cerveau soit un long processus qui se poursuit à l'âge adulte, l'accélération de la croissance et sa capacité à se développer sont maximales au cours des 1 000 premiers jours.¹⁶ Les différentes parties du cerveau et les différentes fonctions cognitives se développent selon des calendriers différents et, au cours de ces périodes, le cerveau est particulièrement sensible aux stimuli de l'environnement. Pendant les phases de développement rapide du cerveau, une nutrition sous-optimale, malnutrition ou des dommages causés par des facteurs externes peuvent avoir des conséquences irréversibles tout au long de la vie.^2,16,17  

Comment la santé intestinale affecte-t-elle la santé cérébrale en général, même au-delà des nourrissons ?  

Nous en savons beaucoup à ce sujet, grâce à des modèles animaux et à des données d'association chez l'homme. L'axe intestin-cerveau est une voie de communication bidirectionnelle bien décrite.¹⁸  Récemment, le système immunitaire intestinal a été reconnu comme contribuant à ce système de communication.¹⁹ En ce sens, l'état de santé de l'intestin contribue à l'interaction entre le système immunitaire et le cerveau, ce qui a des implications pour la santé du cerveau.¹⁹ 

  Un équilibre favorable des bactéries bénéfiques dans le tractus gastro-intestinal est souhaitable pour la santé globale.^20,21 Des données émergentes dans des modèles animaux suggèrent que, dans l'intestin, une réponse immunitaire équilibrée soutient la résistance aux pathogènes et aide à réduire l'inflammation inutile.22 Lorsque l'équilibre du microbiote dans l'intestin est perturbé, la santé du cerveau peut être affectée.^23,24 Par exemple, l'inflammation dans l'intestin libère des molécules liées à l'immunité telles que les cytokines, qui peuvent entrer dans la circulation systémique, se déplacer vers le cerveau et potentiellement avoir un impact sur la santé du cerveau.²⁵ En outre, le microbiote intestinal produit des neurotransmetteurs qui peuvent communiquer avec le système nerveux.²⁶ Cependant, si le microbiote intestinal n'est pas équilibré, la production de neurotransmetteurs change et peut avoir un impact sur la santé du cerveau. xml-ph 

En résumé, l'état de santé de l'intestin semble étroitement lié à l'état de santé du cerveau. 

Le rôle des HMO dans le développement du cerveau et la santé 

Des études récentes suggèrent que certains HMO pourraient avoir une influence directe ou indirecte sur le développement du cerveau et la santé. Le 2'FL est l'HMO le plus couramment utilisé dans les préparations pour nourrissons et des études précliniques montrent des résultats positifs potentiels sur la santé et les fonctions cérébrales.^11,31  Les HMO sialylés , y compris les 3'SL et 6'SL les plus couramment étudiés, pourraient avoir un effet sur la santé cérébrale d'après des études précliniques^3,12,13,32 et des études d'observation.³³ Les Drs Vigsnæs et Jepsen ont apporté un éclairage supplémentaire sur la manière dont les HMO pourraient exercer leur influence sur le cerveau.  

Comment les HMO affectent-ils le développement du cerveau ? Les HMO ont-elles toutes le même impact ? 

Alors que la science continue d'évoluer dans ce domaine, les mécanismes exacts par lesquels les HMO affectent la santé du cerveau sont en train d'émerger. Les HMO individuels ont des propriétés uniques, et nous pourrions donc supposer que différents HMO auraient également des effets variables sur la santé du cerveau. Une étude d'observation a montré que les nourrissons allaités au sein avaient des quantités plus élevées d'acides sialiques dans leur tissu cérébral que les nourrissons nourris au lait maternisé.³³ En outre, une étude préclinique a montré que les animaux nourris avec des HMO contenant de l'acide sialique avaient des quantités plus élevées d'acide sialique dans leur tissu cérébral que le groupe témoin.¹² Cela pourrait indiquer que les HMO sialylés sont utilisés comme éléments constitutifs du cerveau.  

Les HMO fucosylés peuvent également avoir un impact sur le développement du cerveau, car il a été démontré qu'ils sont décomposés par les bactéries intestinales en acides gras à chaîne courte (AGCC), métabolites qui peuvent indirectement affecter la santé du cerveau.^1,34,35 Une étude d'association menée sur des nourrissons par Berger et al. a révélé que les nourrissons recevant des concentrations plus élevées de fucosylés HMO 2'FL dans le lait maternel à l'âge d'un mois ont un meilleur développement cognitif à l'âge de 2 ans, établissant un lien entre l'ingestion précoce d'HMO et le développement cognitif.15  Des études précliniques sur des animaux ont montré que l'alimentation avec fucosylés HMO a un impact sur la mémoire et la cognition et améliore l'apprentissage et la potentialisation à long terme.^4,10,11 Ces études suggèrent un rôle émergent pour les HMO dans le domaine de la santé et du développement du cerveau. 

L'axe intestin-cerveau-immunité  

De nouvelles recherches indiquent que nous devrions ajouter une composante immunitaire à l'axe intestin-cerveau, créant ainsi l'axe intestin-cerveau-immunité.^{1, 36} Drs. Vigsnæs et Jepsen expliquent comment le cerveau, par le biais de , peut influencer l'intestin et le système immunitaire.  

Comme précédemment, les modèles animaux nous donnent des indications à ce sujet. Le cerveau peut affecter l'intestin, son microbiote et le système immunitaire intestinal en régulant la motilité intestinale, les sécrétions dans l'intestin (par exemple l'acide gastrique ou le mucus) et la perméabilité intestinale.^18,37 Par exemple, la santé cérébrale peut affecter l'intégrité de la barrière intestinale, comme le montrent les données illustrant que le stress psychologique chronique peut entraîner une augmentation de la perméabilité intestinale, ce qui peut à son tour déclencher une réponse inflammatoire du système immunitaire.38 En outre, le cerveau régule la libération de molécules bioactives dans l'intestin, affectant le microbiote ainsi que les cellules immunitaires de l'intestin.³⁷ 

Les HMO peuvent avoir un impact positif sur l'axe intestin-cerveau-immunité de diverses manières. Bien que le corpus de preuves dans ces domaines continue de s'accroître et d'évoluer, l'étude de Al-Khafaji et al. fournit une excellente vue d'ensemble des preuves disponibles à ce jour. Les HMO de nouvelle génération font partie de notre feuille de route en matière d'innovation, avec quatre nouveaux HMO disponibles cette année pour des essais d'innovation afin de catalyser   le marché des HMO, qui connaît déjà une croissance rapide.