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mai 19, 2021

Nouvelles perspectives sur la science des HMO Partie 3 : Les avantages potentiels des HMO sur l'immunité

Dans ce troisième article de la série en trois parties sur l'impact des oligosaccharides du lait humain (HMO) sur la santé humaine, nous explorons le rôle potentiel des HMO dans le développement et le fonctionnement du système immunitaire.

HMO Nouvelle science Les débuts de la vie

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La nutrition au début de la vie a des répercussions sur la santé future : Les experts s'expriment
  • Dans ce troisième article for de la série en trois parties sur l'impact des oligosaccharides du lait humain (HMO) sur la santé humaine, nous explorons le rôle potentiel des HMO dans le développement et le fonctionnement du système immunitaire. En outre, l'évolution de la science sur la façon dont les HMO peuvent influencer l'axe intestin-cerveau-immunité est discutée. 
  • Les HMO, troisième composant du lait maternel (hors eau) après les matières grasses et le lactose, ont démontré leur capacité à moduler l'immunité néonatale dans le cadre d'études précliniques.1-5 En outre, des données cliniques sur les avantages possibles immunitaires pour les nourrissons apparaissent.6,7 Les scientifiques sont impatients de découvrir plus de détails sur la façon dont les HMO pourraient influencer positivement l'immunité et contribuer à la santé humaine.8,9 
  • Dans cet article, le Dr Louise Kristine Vigsnæs, Responsable de la biologie chez dsm-firmenich, et Stine Dam Jepsen, Scientifique chez dsm-firmenich, donnent un aperçu des connaissances sur la manière dont les HMO peuvent influencer l'immunité et expliquent comment nous devrions interpréter les preuves disponibles à ce jour. 
Les scientifiques explorent l'impact potentiel des HMO sur l'immunité

Comme les HMO représentent une grande partie de la composition du lait humain et qu'ils constituent un facteur de différenciation évident entre le lait humain et le lait de vache,1,2 les scientifiques ont été intrigués par le rôle qu'ils jouent dans le développement de l'être humain. En outre, les nourrissons allaités connaissent un certain nombre d'effets positifs uniques sur la santé qui peuvent potentiellement être attribués aux HMO, comme par rapport aux nourrissons nourris au lait maternisé qui n'ingèrent généralement pas de HMO.  Parmi les nombreuses molécules bioactives présentes dans le lait humain, les HMO sont les plus abondantes, ce qui ajoute à la curiosité quant à leurs effets bénéfiques sur le corps humain.11,12  

Les preuves concernant les HMO et leur impact sur le système immunitaire sont en train d'émerger, et la plupart d'entre elles proviennent de travaux précliniques.  Les données suggèrent que les HMO peuvent avoir un impact sur le système immunitaire par le biais d'un certain nombre de mécanismes proposés : par la modification du microbiote intestinal,1,13,14 par leur capacité à empêcher les organismes indésirables d'adhérer aux parois cellulaires, 5,15,16 et en soutenant la réponse immunitaire.1,17,18 Des recherches et des données cliniques supplémentaires sont nécessaires avant de pouvoir comprendre clairement l'impact des HMO sur le système immunitaire, mais les données émergentes sont prometteuses.8,9

Le début de la vie est une période critique pour le développement du système immunitaire  

Louise Vigsnaes, Responsable de Biologie chez dsm-firmenich, et Stine Dam Jepsen, Scientifique chez dsm-firmenich, contribuent à notre compréhension des HMO et de l'immunité par le biais des questions suivantes&A. Pour commencer, une exploration de   le développement du système immunitaire immunitaire au début de la vie est discutée : 

Q : Décrire comment le développement immunitaire typique progresse chez un nourrisson sain et né à terme. Par ailleurs, quand la fonctionnalité du système immunitaire     est-elle considérée comme "mature" ?

Le système immunitaire est dynamique et évolue et s'adapte tout au long du cycle de vie.  À la naissance, le nourrisson passe d'un environnement presque stérile à un environnement plein d'antigènes , dont beaucoup sont liés au   microbiote intestinal bénéfique , mais dont certains peuvent être associés à des agents pathogènes.  Ce changement oblige le système immunitaire du nourrisson à commencer à faire la distinction entre les antigènes menaçants et non menaçants, et à réagir de manière appropriée à ceux qui représentent un danger.19,21  Cependant, les systèmes immunitaires innés et adaptatifs   du nouveau-né sont immatures par rapport à ceux des enfants plus âgés et des adultes, ce qui rend le nourrisson susceptible de contracter des infections. Le début de la vie est une période critique qui façonne le système immunitaire, et de multiples facteurs contribuent à son développement, y compris le mode d'accouchement (par voie vaginale ou par césarienne), l'âge gestationnel à la naissance, le type d'alimentation (lait maternel, lait maternisé ou les deux), et même des influences environnementales telles que  la géographie.19,40 Au fur et à mesure que le  système immunitaire mûrit au cours des premières années de la vie, il se développe pour devenir une première ligne de défense plus efficace contre les bactéries ou les virus pathogènes.19

La maturation du système immunitaire est un processus dynamique et complexe, mais on pense que sa fonctionnalité est à son apogée lorsque nous atteignons l'adolescence et le début de l'âge adulte. À l'âge adulte, la fonctionnalité du système immunitaire diminue et devient moins efficace.21,23

 Q : Environ 70 % des cellules du système immunitaire se trouvent dans l'intestin, ce qui illustre le rôle important que joue le tube digestif dans l'immunité. Décrire comment l'intestin joue un rôle central dans la fonction de notre système immunitaire.

L'intestin est un organe impressionnant et comprend le plus grand compartiment du système immunitaire .  La paroi intestinale joue un rôle essentiel dans l'absorption des nutriments tout en empêchant l'entrée de micro-organismes indésirables dans la circulation sanguine. En fait, l'intestin est la plus grande surface du corps à laquelle les substances étrangères et les microbes sont exposés.24 En outre, l'intestin abrite un nombre infini de micro-organismes, dont la plupart ne sont pas nocifs et peuvent apporter des avantages à l'hôte, tels que aider à éduquer le système immunitaire et soutenir une réponse immunitaire appropriée.25 Cependant, l'intestin peut également héberger des agents infectieux et des matières étrangères problématiques. 

L'intestin est capable de atténuer le   nombre presque infini de menaces possibles pour notre santé grâce à certains des plus grands mécanismes de défense de l'organisme. Il s'agit notamment de la paroi intestinale - qui fonctionne comme une barrière physique - ainsi que des bactéries commensales. Il s'agit de bactéries qui contribuent à créer un environnement défavorable aux agents pathogènes, les empêchant d'envahir et de coloniser le tractus gastro-intestinal, et qui favorisent le fonctionnement optimal du système immunitaire de l'hôte.26,27 Outre ces facteurs de protection, différents types de cellules immunitaires effectuent des tâches essentielles à la fonction immunitaire globale.  Il s'agit 1) des cellules immunitaires innées "phagocytaires" qui constituent la première ligne de défense en ingérant et en éliminant les matières étrangères et les micro-organismes indésirables, et 2) des cellules immunitaires lymphocytaires spécifiques aux antigènes qui combattent l'intrusion d'envahisseurs étrangers lorsque le système immunitaire inné est atteint.28 Toutefois, une réponse immunitaire équilibrée est essentielle ! Si les mécanismes de défense de l'organisme ne parviennent pas à éliminer les intrus, des infections peuvent se produire. En revanche, si l'organisme déclenche une réaction immunitaire contre des antigènes inoffensifs ( ), il peut provoquer une inflammation persistante ou une auto-immunité (attaque de ses propres cellules).29

Études précliniques et cliniques   découvrent comment les HMO soutiennent le système immunitaire 
Q : Certaines études cellulaires et animales intéressantes suggèrent que les HMO pourraient influencer l'immunité. Pouvez-vous décrire les raisons pour lesquelles cela pourrait être le cas ?

De nouvelles données issues d'études précliniques ont montré que les HMO peuvent avoir un impact sur le système immunitaire de différentes manières, par exemple en entravant   l'agent indésirable lui-même, en soutenant le microbiome et en créant dans l'intestin un environnement favorable à la croissance des micro-organismes utiles, ou en modulant les cellules immunitaires elles-mêmes. Des études in vitro ont montré que les HMO peuvent empêcher l'adhésion de micro-organismes indésirables aux cellules intestinales5,30,31 et inhiber la croissance et la production de biofilms de Streptococcus du groupe B.4,3  Des études in vitro ont également montré que lorsque les HMO sont utilisés par des bactéries intestinales spécifiques, des biomolécules telles que les acides gras à chaîne courte (AGCC) sont produites. Ces biomolécules contribuent à créer une niche écologique qui peut résister à la colonisation par des micro-organismes indésirables.33

La capacité des HMO à interagir avec les cellules immunitaires ou à les activer fait actuellement l'objet d'études, et des recherches supplémentaires sont nécessaires pour bien comprendre ce mécanisme. Les premières recherches dans ce domaine comprennent une étude qui a rapporté - dans un modèle in vitro - que les HMO acides comme le 3'SL réduisaient les marqueurs de l'inflammation.34 Dans un modèle de porcelet , les HMO 2'FL, LNnT et 6'SL ont réduit la durée de la diarrhée,35et en combinaison avec 3'SL, modifient les cellules immunitaires systémiques et gastro-intestinales chez les animaux infectés.36

Les études précliniques mentionnées ci-dessus montrent que différents HMO peuvent affecter le système immunitaire de différentes manières, ce qui nous a permis de comprendre que la structure des HMO a un impact sur leur fonctionnalité. Il a été démontré que les HMO fucosylés sont dégradés en acides gras à chaîne courte (AGCC), ce qui crée une communauté de microbes sains dans le tractus gastro-intestinal et favorise la santé immunitaire.33 Toutefois, il est nécessaire de poursuivre les recherches dans ce domaine avant de comprendre pleinement comment les différentes structures des HMO influencent les propriétés immunorégulatrices.

Q : En ce qui concerne les preuves associées à HMO et à l'immunité en début de vie, que la science actuelle nous dit-elle sur le rôle de  HMO dans  le développement et/ou la fonctionnalité du système immunitaire des nourrissons ? 

Les résultats des essais cliniques suggèrent que les HMO peuvent contribuer à renforcer l'immunité pendant la petite enfance. Puccio et ses collègues ont rapporté que l'ajout de 2'FL et de LNnT à une formule standard pour nourrissons a permis de réduire l'incidence déclarée par les parents de bronchites, d'infections des voies respiratoires inférieures, et l'utilisation d'antifongiques et d'antibiotiques.6 Il est important de noter que, bien que les nourrissons aient été nourris avec la formule enrichie en HMO pendant les six premiers mois de leur vie, plusieurs de ces effets immunitaires bénéfiques ont été observés jusqu'à l'âge de 12 mois.  Il est intéressant de noter qu'une deuxième publication issue de la même étude rapporte que la supplémentation en 2'FL et LNnT a entraîné une augmentation des bifidobactéries dans le microbiote fécal des nourrissons, qui est plus proche de celui des nourrissons nourris au lait maternel. En outre, les nourrissons ayant une plus grande quantité de bifidobactéries avaient une consommation d'antibiotiques significativement plus faible     déclarée par les parents tout au long de la première année de vie.7

Une autre étude clinique a rapporté que la supplémentation d'une formule standard pour nourrissons avec du 2'FL a entraîné une réduction de l'incidence des événements "infectieux" par rapport à la formule de contrôle37 et une analyse post-hoc supplémentaire a révélé une diminution significative des infections des voies respiratoires.38 Une autre publication issue de la même étude a révélé que l'expression des cytokines chez les nourrissons nourris avec une formule supplémentée en 2'FL était plus proche de celle du groupe nourri au sein par rapport aux nourrissons nourris avec la formule de contrôle sans 2'FL.39 D'après les preuves cliniques disponibles à l'heure actuelle, il semble que le 2'FL et la LNnT pourraient jouer un rôle dans le développement et/ou la fonctionnalité du système immunitaire chez les nourrissons, cependant, il sera intéressant à l'avenir d'examiner les effets de la supplémentation en 2'FL sur le développement et la fonctionnalité du système immunitaire.

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Références

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