Novas percepções sobre a ciência dos HMOs Parte 1: como os HMOs afetam positivamente o desenvolvimento do microbioma

No início da vida   a nutrição tem implicações para a saúde no futuro : especialistas ponderam em  

• Este é o primeiro artigo de uma série de três partes sobre o impacto dos oligossacarídeos do leite humano (HMOS) na saúde humana. A série explorará o papel dos HMOs no microbioma, no desenvolvimento do cérebro e na imunidade, bem como a ciência em evolução sobre como os HMOs podem influenciar o eixo intestino-cérebro-imunidade.  
• Os HMOs são o terceiro maior componente do leite materno (excluindo a água), depois da gordura e da lactose, o que sugere que esse componente bioativo pode desempenhar um papel significativo no desenvolvimento do bebê e na saúde humana em geral.¹ 
• Há um grande desejo de obter mais conhecimento sobre como os HMOs podem moldar vários elementos da saúde humana, ou seja, seu impacto em nosso microbioma ou a comunidade coletiva de microrganismos no intestino, no desenvolvimento do cérebro e no sistema imunológico. Os especialistas da dsm-firmenich opinam sobre esse tópico e, neste artigo, Louise Kristine Vigsnæs, Diretora de Biologia, e Stine Dam Jepsen, Cientista da dsm-firmenich, ajudam a aumentar nossa compreensão de como os HMOs influenciam o desenvolvimento do microbioma.  

A importância do microbioma e como os HMOs impactam seu desenvolvimento  

O início da vida é uma janela crítica para moldar e influenciar a microbiota intestinal, que são os microrganismos que vivem no trato gastrointestinal, preparando o terreno para um aspecto de nossa saúde que pode impactar várias áreas do desenvolvimento.^{2, 3}  A microbiota é considerada como tendo uma influência substancial na saúde geral do hospedeiro, bem como na forma como o trato intestinal amadurece e funciona.^{2, 4}   

Enquanto a ciência continua a emergir em torno de os benefícios para a saúde dos HMOs, sabe-se   que eles chegam ao intestino grosso em sua maior parte não digeridos e servem de alimento para bactérias benéficas, apoiando o desenvolvimento de uma comunidade saudável de bactérias, especialmente as bifidobactérias.^5-7  Como cerca de 70% das células do sistema imunológico estão alojadas no intestino, a influência do microbioma pode se estender à funcionalidade do sistema imunológico.^8,9  

Como uma microbiota intestinal saudável contribui para o desenvolvimento do bebê? 

Louise Kristine Vigsnæs, Diretora de Biologia da dsm-firmenich: A microbiota intestinal e seu desenvolvimento no bebê são muito importantes. Evidências emergentes sugerem que ele poderia desempenhar várias funções, como influenciar o desenvolvimento do trato gastrointestinal, manter a integridade da mucosa, afetar o estado nutricional do hospedeiro e ajudar a defender contra micróbios indesejáveis.¹⁰ 

Uma microbiota intestinal saudável pode ser muito importante para o desenvolvimento de um sistema imunológico saudável,  com pesquisas pré-clínicas e clínicas indicando que ela ajuda o sistema imunológico a determinar quais micróbios podem estar presentes e quais não devem estar presentes no hospedeiro.^11,12 

Em relação à proteção contra micróbios indesejáveis, há alguns fatores envolvidos. Em primeiro lugar, quando uma microbiota intestinal saudável predomina no intestino, há pouco espaço para micróbios indesejáveis colonizá-lo. Em segundo lugar, uma microbiota intestinal saudável cria um ambiente que não é favorável ao crescimento de bactérias indesejáveis.  

Quais são as implicações quando o desenvolvimento do microbioma se desvia do que é considerado saudável ou "típico"? 

Louise Kristine Vigsnæs: O desenvolvimento da microbiota intestinal ocorre durante uma janela crítica de tempo durante a infância. Um distúrbio da microbiota intestinal leva a uma comunidade microbiana "desequilibrada" ou insalubre, o que pode levar a determinadas implicações para a saúde.^2,10  As pesquisas sugerem que a microbiota intestinal, o hospedeiro e o sistema imunológico trabalham em uma aliança estreita, o que significa que eles dependem um do outro e não podem funcionar de forma ideal se um ou outro estiver comprometido. Portanto, se a microbiota intestinal estiver desequilibrada (por exemplo, após o tratamento com antibióticos), o sistema imunológico pode não reagir corretamente, o que pode levar ao desenvolvimento de doenças autoimunes e alergias, conforme constatado em estudos de associação.^13,14  

Certos fatores afetam a composição e o desenvolvimento da microbiota intestinal, como o modo de nascimento, a exposição precoce a medicamentos, como antibióticos, e o uso de leite materno ou fórmula. Essas circunstâncias podem ter implicações posteriores nos resultados de saúde.²

Descreva os mecanismos de como os HMOs afetam a comunidade bacteriana no trato gastrointestinal. 

 Stine Dam Jepsen, Cientista da dsm-firmenich: As primeiras pesquisas pré-clínicas indicam que os HMOs podem impactar a comunidade bacteriana intestinal de diferentes maneiras. Primeiro, eles são oligossacarídeos não digeríveis, o que significa que podem resistir aos impactos do ácido gástrico e da hidrólise enzimática no trato gastrointestinal, evitar a maior parte da absorção sistêmica e estimular seletivamente o crescimento de bactérias benéficas.^15,16 Segundo, ao contribuir para uma microbiota intestinal benéfica, estimulando bactérias intestinais benéficas, eles podem ajudar a evitar a colonização com micróbios indesejáveis. xml-p ^15,19  

O que as pesquisas mais recentes mostram em relação à capacidade dos HMOs de afetar o desenvolvimento do microbioma?  

 Louise Kristine Vigsnæs: Um grande estudo de coorte mostrou que um dos fatores significativos associados à microbiota intestinal e ao seu desenvolvimento foi o consumo de leite materno. Os autores do estudo sugerem que isso se deve à presença de componentes bioativos no leite materno, incluindo HMOs.20 De acordo com isso, um estudo anterior descobriu que, ao comparar a microbiota intestinal de bebês amamentados e bebês alimentados com fórmula sem HMOs suplementados, a composição era bastante diferente, com menos bifidobactérias nos bebês alimentados com fórmula.21 As bifidobactérias são bactérias benéficas e importantes para a saúde do bebê.^22,23 

Em um estudo recente com bebês usando HMOs produzidos pela Glycom/dsm-firmenich em fórmulas infantis, foi observado um impacto positivo no desenvolvimento da microbiota intestinal, com uma composição que se aproximou da de bebês amamentados, incluindo um aumento de bifidobactérias.²⁴

HMOs: estruturas específicas têm funções específicas 

     Pelo menos 200 HMOs diferentes foram identificados no leite humano.^1,25 Esses oligossacarídeos são estruturas altamente complexas exclusivas do leite humano - nenhum outro mamífero tem a concentração e a complexidade dessas estruturas de carboidratos em seu leite.²⁶ Os HMOs são uma das moléculas bioativas do leite materno, um grupo de compostos que se acredita ter efeitos de curto e longo prazo sobre o desenvolvimento do bebê.^3,6 A quantidade e a composição dos HMOs variam entre as mulheres e ao longo da lactação.^27,28  Estima-se que a produção de HMOs pela glândula mamária requer dez por cento do gasto total de energia da mãe para a produção de leite.²⁹ Além disso, a funcionalidade dos HMOs é estrutura-s  

Todos os HMOs afetam o microbioma da mesma forma?

 Louise Kristine Vigsnæs: Ainda estamos no início da compreensão total do impacto das diferentes estruturas dos HMOs na microbiota intestinal e no hospedeiro. Pesquisas demonstraram que algumas estruturas são mais bem utilizadas por bactérias específicas no intestino do que outras, o que implica que as outras estruturas não utilizadas pela microbiota têm outra finalidade. A mãe não teria produzido todas essas estruturas de HMOs se elas não fossem importantes para o bebê! No entanto, são necessárias muito mais pesquisas antes de obtermos uma compreensão mais completa. 

O eixo intestino-cérebro-imune :   existe um papel para os HMOs? 

Uma área de pesquisa empolgante no campo dos HMOs está relacionada a como essas substâncias podem afetar o eixo intestino-cérebro-imune. O eixo intestino-cérebro-imune refere-se ao sistema de comunicação existente entre o trato gastrointestinal, o sistema nervoso central, incluindo o cérebro, e o sistema imunológico. O funcionamento de cada um desses sistemas do corpo afeta os outros por meio de vias e bioquímicos que transmitem mensagens entre si.^9,31 Uma mistura de pesquisas pré-clínicas e clínicas mostrou que os HMOs podem afetar positivamente cada um desses sistemas.³ 

Novas pesquisas indicam que o sistema imunológico deve ser adicionado ao termo eixo intestino-cérebro, criando o eixo intestino-cérebro-imune. Como a microbiota influencia o cérebro e o sistema imunológico? 

Stine Dam Jepsen: A parede intestinal, a microbiota intestinal, e as células imunológicas estão interconectadas umas às outras.³² Uma pequena interrupção em um desses componentes pode levar a condições desfavoráveis, como disbiose ou inflamação no intestino. A microbiota intestinal tem um papel fundamental na educação e na regulação do sistema imunológico. Uma microbiota saudável e equilibrada é, portanto, essencial para a formação de um sistema imunológico benéfico e para a manutenção do equilíbrio.³

A comunidade microbiana no intestino também exerce grande impacto sobre o cérebro; isso é observado além da infância. Por exemplo, estudos observacionais que investigaram distúrbios cerebrais, como Alzheimer e Parkinson, descobriram que essas doenças podem estar associadas a alterações na microbiota intestinal.33-35 Pesquisas mecanicistas descobriram que a microbiota intestinal pode afetar o cérebro por várias rotas, que incluem o envio de sinais ao cérebro por meio de moléculas neuroativas produzidas por bactérias.  ^36,37 Portanto, a microbiota intestinal está altamente ligada à saúde do cérebro.^3, 38

O potencial dos HMOs - olhando adiante 

Como especialista em HMOs, em que áreas você acredita que elas têm mais potencial para influenciar a saúde?

 Louise Kristine Vigsnæ e Stine Dam Jepse: Acreditamos que os HMOs têm grande potencial, não apenas para a saúde infantil, mas também para crianças mais velhas, adultos e idosos. Devido a seus modos de ação e benefícios propostos, acreditamos que os HMOs poderiam influenciar várias áreas da saúde fora do intestino, como a imunidade sistêmica e até mesmo a saúde do cérebro.

A dsm-firmenich é uma fornecedora líder global de soluções para os setores de nutrição infantil e suplementos dietéticos, com um portfólio exclusivo que inclui lipídios nutricionais, vitaminas e pré-misturas personalizadas de nutrientes. Com a integração dos HMOs em seu portfólio, a dsm-firmenich reforça sua liderança no fornecimento de soluções significativas para ajudar a colocar os bebês no caminho de uma vida longa e saudável, o que faz parte de nossa promessa de ajudar a manter saudável a crescente população mundial. Os HMOs de última geração fazem parte do empolgante roteiro de inovação da dsm-firmenich, com quatro novos HMOs sendo disponibilizados no próximo ano para catalisar ainda mais o mercado de HMOs, que já está em rápido crescimento. 

Recentemente, dsm-firmenich organizou um webinar com foco em como os HMOs afetam a saúde dos bebês com a cientista e médica de renome mundial, Professora Hania Szajewska. Szajewska resumiu como a estrutura dos HMOs afeta sua função, bem como o conjunto atual de evidências relacionadas aos possíveis benefícios dos HMOs na nutrição infantil. Clique em aqui para assistir ao webinar gravado.