Informações importantes sobre os oligossacarídeos do leite humano

• Os oligossacarídeos do leite humano (HMOs) são carboidratos complexos não digeríveis altamente abundantes no leite humano. Mais de 200 HMOs diferentes foram identificados, um reflexo da diversidade desse componente biologicamente ativo do leite humano. _^1,2

• Um estudo recente conduzido por cientistas da dsm-firmenich traz à tona uma visão única da natureza dinâmica e variável da composição dos HMOs.³
• A equipe de pesquisa da dsm-firmenich utilizou uma abordagem inovadora para determinar os HMOs mais abundantes observados globalmente no leite humano durante o período de lactação. 

O leite humano é o padrão ouro para a nutrição no início da vida, e os oligossacarídeos do leite humano (HMOs) são o terceiro maior componente sólido do leite humano. Os HMOs estão sendo cada vez mais reconhecidos por sua importância para a saúde e o desenvolvimento dos bebês.^4,5

Com evidências clínicas da capacidade dos HMOs de apoiar um microbioma equilibrado e o sistema imunológico,^6,7 esses oligossacarídeos foram recentemente adicionados às fórmulas infantis, oferecendo alguns dos benefícios do leite humano aos bebês alimentados com fórmulas. À medida que essa inovação na nutrição infantil se desenvolve, os cientistas continuam a pesquisar os HMOs para entender melhor por que eles são um componente tão importante do leite humano e seu papel no desenvolvimento humano inicial.

Como a composição do leite humano é a inspiração para as fórmulas infantis, é essencial que a inovação dos HMOs direcionados aos bebês seja informada pelos níveis e concentrações de HMOs no leite humano. Para isso, um grupo de cientistas da dsm-firmenich concluiu recentemente uma pesquisa para avaliar e classificar a concentração de HMOs de mães saudáveis durante toda a lactação em nível global. A equipe foi liderada por Buket Soyyilmaz, MSc, Cientista Associado, e contou com as contribuições de Marta Hanna Miks, PhD, DSc, Gerente Sênior de Assuntos Regulatórios e Científicos, e Christoph Rohrig, PhD, Chefe de Assuntos Regulatórios de HMOs, entre outros assistentes de pesquisa.

A equipe teve como objetivo ilustrar a considerável variabilidade e a natureza dinâmica dos HMOs durante a lactação. O Dr. Rohrig explica: "Os HMOs não são ingredientes estáticos; suas concentrações mudam ao longo da lactação. Além disso, como há mais de 200 HMOs no leite humano, à medida que os HMOs individuais mudam, a composição coletiva dos HMOs se flexiona e varia continuamente - é bastante dinâmica".

 Soyyilmaz provides an example: “The concentration of total and most individual HMOs will peak shortly after birth, but then decline as lactation continues. For instance, HMOs like 2-fucosyllactose (2'FL) are most abundant in colostrum, but then exhibit a steady decrease as time goes on.^3,8,9 Conversely, we see 3-fucosyllactose (3-FL), an HMO with a similar structure, steadily increase over time – reaching concentrations at 24 months that are ten times higher than those at one month.” ^8,9 Even after the declines described above, 2'FL likely remains the most abundant HMO in human milk at later stages of lactation for most mothers.^3,8 This insight suggests a key role for 2'FL in infant growth and development.¹⁰

Além dos efeitos do tempo, a genética individual desempenha um papel importante na composição e na variabilidade do perfil HMO de uma mãe. De acordo com o Dr. Miks, "As diferenças na composição HMO entre as mães são impulsionadas em grande parte pela genética e, especificamente, pela expressão de duas enzimas importantes chamadas fucosiltransferases - denominadas FUT2 e FUT3. A atividade da FUT2 e da FUT3 é influenciada pelo status do grupo sanguíneo secretor (Se) e Lewis (Le) da mulher.^4,11,12 Vale ressaltar que existem polimorfismos na população em geral para a expressão dessas enzimas, o que significa que algumas mães possuem genes ativos para uma ou duas dessas enzimas, enquanto outras não." Isso resulta em quatro fenótipos diferentes de leite, o que nos dá quatro categorias diferentes de composição HMO típica.^4,12

Tabela 1: Grupos de leite de acordo com o grupo sanguíneo e o status do secretor ^3,4,12,13

Os quatro diferentes fenótipos do leite são observados em diferentes frequências na população. Está bem estabelecido que aproximadamente 80% da população global é portadora do gene secretor - esse grupo é chamado de "secretores" - enquanto aproximadamente 20% não são portadores e são chamados de "não secretores".^3,4

Cada um dos quatro diferentes fenótipos ou grupos de leite tem uma composição de HMOs um tanto característica. Dada a frequência de mulheres que têm o gene secretor, os perfis de HMOs associados aos fenótipos secretores são os mais abundantes.

Outros fatores também influenciam a composição da HMO, mas o Dr. Miks explica que a influência de outras variáveis ainda não é bem compreendida. Alguns dos outros elementos envolvidos incluem a idade da mãe, o estado de saúde e a dieta, a idade gestacional do bebê ao nascer e, até certo ponto, a geografia.^3,14

Além do desejo de entender como os HMOs mudam com o tempo e geograficamente, outras pesquisas procuraram entender se diferentes perfis de HMOs resultam em diferentes resultados de saúde em bebês. Embora essa pergunta ainda não tenha uma resposta definitiva, vários estudos observacionais sugerem que pode haver, de fato, ligações entre a composição do HMO materno e os resultados de saúde do bebê.

Lewis et al. relataram que os bebês de mães secretoras tiveram uma colonização mais rápida de bifidobactérias e sugeriram que isso pode ser devido ao perfil HMO associado ao fenótipo secretor.¹⁵ Esse achado é consistente com o estudo realizado por Smith-Brown et al. que também observou uma associação positiva entre o status de secretor e a abundância de bifidobactérias.¹⁶ Em contraste, outro estudo descobriu que o gênero Bifidobacterium era altamente enriquecido em bebês de mães não secretoras.¹⁷

Da mesma forma, a incidência de diarreia em bebês foi associada ao status de secretor das mães.^18,19 Além disso, a obesidade materna foi associada à concentração de HMOs, que, por sua vez, foi associada ao crescimento do bebê durante os primeiros seis meses de vida.²⁰ Coletivamente, esses estudos sugerem uma interação de diversas variáveis que, em última análise, determinam a composição dos HMOs, o microbioma do bebê e os resultados de saúde. 

Soyyilmaz fornece algum contexto para essas áreas de investigação clínica: "Embora os dados que emergem desses e de outros estudos observacionais sugiram associações intrigantes entre os fatores genéticos que influenciam a composição do HMO e os resultados de saúde do bebê, descobertas inconsistentes ilustram que a ciência não está bem estabelecida sobre o impacto do status de secretor da mãe na saúde do bebê".

Vários estudos já descrevem as concentrações e os padrões de mudança dos HMOs, mas essas avaliações estão, pelo menos em parte, centradas no status de secretora das mães. ^9,21-24 Adotando uma abordagem diferente, a equipe de pesquisa da dsm-firmenich teve como objetivo determinar os HMOs mais abundantes e descrever suas concentrações correspondentes observadas globalmente durante toda a lactação no leite humano a termo, independentemente das variações causadas por fatores genéticos e não genéticos. Nesse sentido, os autores utilizaram uma metodologia combinada, reunindo dados sobre amostras de leite de todos os registros relevantes e confiáveis de concentração de HMOs que identificaram.

Embora seja uma questão de debate dentro da comunidade científica, Soyyilmaz explica: "A vantagem de avaliar os níveis médios de HMO no leite agrupado é fornecer um indicador geral que se encaixa em toda a população, em média. Optamos por uma abordagem média com o objetivo de ver os HMOs mais abundantes observados em escala global." Além disso, ela afirma: "Dada a complexidade dos dados de HMO, decidimos que uma abordagem mais pragmática para entender os HMOs mais abundantes em geral traria valor ao conjunto da literatura sobre os níveis de HMO no leite materno humano."

As tendências gerais identificadas no estudo dsm-firmenich's estão alinhadas com outros estudos, ou seja, há um declínio geral na concentração total de HMOs ao longo da lactação, com exceção de alguns HMOs individuais que aumentam nesse mesmo período.

Sua análise teve como objetivo ilustrar as proporções relativas de HMOs individuais no leite humano maduro - definido no estudo como o leite produzido durante os dias 14 a 90 da lactação - no contexto das quantidades totais de HMOs em geral. Os resultados dessa análise são descritos por Soyyilmaz: "Embora haja um grande número de HMOs individuais, aproximadamente 200, um número relativamente baixo de HMOs constitui a maior parte da fração total de HMOs no leite humano. Especificamente, parece que os seis principais HMOs constituem mais de 50% e os quinze principais constituem mais de 75% do componente total de HMOs no leite humano. Esses dados também nos dizem que um grande número de HMOs deve ser encontrado em quantidades relativamente baixas."³

Os dados resultantes da análise da dsm-firmenich fornecem níveis-alvo significativos para o estudo da adição de HMOs a fórmulas infantis. O Dr. Rohrig nos diz: "A abordagem combinada fornece alvos de adição universais para testar esses importantes oligossacarídeos em fórmulas infantis. O status de secretor ou não-secretor de uma mãe é mais provavelmente o resultado de um efeito biológico evolutivo que equilibra quaisquer benefícios relacionados entre a mãe e o bebê. Assim, os dados combinados nos mostram níveis significativos em toda a população. Esses níveis, então, servem como guia para testar resultados benéficos quando os HMOs são adicionados à fórmula infantil. Além disso, entender a variabilidade dos HMOs nos ajuda a definir níveis seguros para a população em geral."

A geografia é comumente discutida como um fator que influencia a composição dos HMOs. Estudos anteriores lançaram luz sobre a possível influência da geografia no perfil dos HMOs. Por exemplo, McGuire et al., relataram que os níveis de 3-FL nas mães suecas eram três vezes mais altos do que os das mães da zona rural de Gâmbia.²⁵ Zhou e colegas compilaram dados que descrevem as mudanças dinâmicas nos HMOs específicos da população chinesa.²⁶

Os cientistas da dsm-firmenich fornecem um contexto adicional para o papel da geografia na composição dos HMOs. "As diferenças regionais observadas nos HMOs são principalmente uma função das diferenças locais na prevalência genética e, portanto, a geografia pode ser considerada uma influência genética na composição dos HMOs", explica o Dr. Rohrig.  Soyyilmaz concorda, afirmando: "De acordo com os dados disponíveis, as diferenças entre as regiões geográficas aparecem, mas a importância delas não é totalmente compreendida. Certamente, os perfis de HMO não são idênticos em vários países, mas, de modo geral, as estruturas mais abundantes parecem ser as mesmas."³ O grupo concorda que são necessários mais estudos regionais de quantificação de HMO com amostras maiores, o que seria necessário para entender se há diferenças geográficas reais nos perfis de HMO.

Embora o conjunto de evidências que apoiam o papel dos HMOs na nutrição no início da vida seja robusto, a comunidade científica está interessada em mais pesquisas que possam impulsionar uma abordagem mais personalizada para a aplicação dos HMOs. Os pesquisadores do dsm-firmenich compartilharam suas perspectivas sobre outras questões que eles esperam que sejam exploradas por meio de estudos clínicos: "Os níveis globais no leite humano agrupado fornecem uma boa base para a abordagem da inovação dos HMOs em fórmulas infantis. O conhecimento adquirido com nosso estudo serve como um guia prático para aqueles que realizam estudos clínicos para avaliar os benefícios da suplementação de HMOs. O leite humano é sempre o padrão para a nutrição infantil, mas também somos coletivamente responsáveis por demonstrar que a adição de novos ingredientes às fórmulas infantis resulta em melhorias significativas para a saúde do bebê." 

Os estudos concluídos sobre a composição dos HMOs até o momento fornecem ampla evidência da variabilidade, variedade e complexidade dos HMOs no leite humano. Os cientistas da dsm-firmenich continuarão a coletar dados sobre os níveis de HMO para buscar respostas a algumas das questões que persistem em torno da dinâmica dos níveis e das concentrações de HMO. A inovação das fórmulas infantis é continuamente impulsionada pelo objetivo de obter um produto que seja mais próximo do leite humano em termos de composição e função. A persistência em descobrir os detalhes mais sutis do perfil de HMO mais representativo de mães saudáveis em todo o mundo é um objetivo digno.  

A dsm-firmenich é uma parceira confiável, de ponta a ponta, inovadora e orientada por propósitos, com serviços especializados para fornecer produtos de nutrição e saúde com base científica e soluções personalizadas de qualidade.