Pregunte al experto: Explore una nueva revisión sobre los oligosacáridos de la leche materna (HMO) que revela cómo las combinaciones de HMO pueden favorecer la salud de los bebés.

• Ahora es posible fabricar y combinar un número selecto de oligosacáridos de la leche materna (HMO), un componente clave de la leche materna humana, el estándar de oro para la nutrición infantil, para enriquecer las soluciones nutricionales para los primeros años de vida.
• Las crecientes pruebas preclínicas y clínicas revelan cómo las mezclas de HMO pueden ofrecer beneficios para la salud de los bebés.
• En este blog, la autora principal de un nuevo artículo de revisión de la ,, sobre los efectos biológicos de combinaciones de HMO estructuralmente diversas,¹ La Dra. Anita Wichmann, experta principal en asuntos regulatorios para nutrición infantil y nutrición médica en dsm-firmenich, explica cómo las estructuras de los diferentes HMO influyen en sus beneficios para la salud y cómo podemos apoyar una mejor nutrición infantil con combinaciones de HMO.

Los HMO son un grupo diverso de carbohidratos que contribuyen en gran medida a la salud y el desarrollo de la microbiota infantil, en particular en la formación de la microbiota infantil .² Evidencias más recientes indican que los HMO también desempeñan un papel importante en la protección contra los patógenos, el apoyo al sistema inmunológico y la posible influencia en el desarrollo cerebral y cognitivo.^3,4,5

Hasta hace poco, estos compuestos fundamentales solo estaban disponibles para los bebés amamantados. Sin embargo, los avances tecnológicos de la última década han hecho posible producir a gran escala ciertos OMS para fortalecer la nutrición infantil, y los estudios clínicos demuestran que estas soluciones influyen positivamente en la salud de los bebés.⁶

A medida que aumenta el número de HMO que se pueden fabricar a escala, existe una necesidad apremiante de comprender mejor los efectos únicos y diferenciales de los HMO individuales y de las mezclas de HMO. La Dra. Anita Wichmann publicó recientemente un artículo de revisión en Frontiers in Pediatrics en el que examina la evidencia actual y los posibles beneficios para la salud de combinar múltiples HMO con diversas estructuras.¹ Nos sentamos con la Dra. Wichmann para hablar de sus hallazgos y conocer lo que depara el futuro a la innovación de las HMO en la nutrición en la primera infancia.

1. ¿Qué se sabe sobre las diferentes estructuras de las HMO y cómo afecta esto a su función?

«Se han detectado más de 200 HMO diferentes en la leche materna humana. Estos carbohidratos están formados por un núcleo de lactosa (que contiene las dos unidades de azúcar, glucosa y galactosa) y moléculas de azúcar adicionales, como fucosa, N-acetilglucosamina o ácido siálico, dispuestas en diferentes estructuras. Los HMO varían mucho en tamaño, desde los más pequeños, formados por solo tres unidades de azúcar (lactosa más fucosa, por ejemplo, 2'-fucosilactosa, o lactosa más ácido siálico, por ejemplo, 3'-siayilactosa), hasta los más grandes, que contienen hasta 14 (Figura 1). Es importante destacar que estas estructuras afectan al funcionamiento de cada HMO y a las prestaciones que ofrecen.

«Los HMO se clasifican generalmente en una de las tres clases estructurales principales, según su composición de azúcar:

• Fucosilado: contiene fucosa.
• Núcleo neutro: contiene N-acetilglucosamina
• Sialilado: contiene ácido siálico.

Figura 1. (A) Todas las HMO tienen una cadena principal de lactosa que puede ampliarse con fucosa, ácido siálico o unidades de N-acetilglucosamina y galactosa. (B) La 2'-fucosilactosa (2'-FL) es un ejemplo de HMO fucosilado. (C) Las HMO complejas pueden ramificarse y modificarse con fucosa, ácido siálico y/o N-acetilglucosamina.

«En la leche materna humana, los tipos y niveles de las diferentes estructuras de HMO varían según la persona y a lo largo de la lactancia a medida que evolucionan las necesidades de los bebés, pero los HMO fucosilados tienden a representar la mayor proporción (60-70 %) del conjunto de HMO.^7,8

«Las HMO se descomponen por las bacterias del intestino del bebé, 'alimentando' el microbioma intestinal y liberando las diferentes unidades de azúcar. Algunas especies bacterianas del intestino pueden utilizar una amplia gama de HMO estructuralmente diversos, mientras que otras tienen una capacidad más limitada. Luego, dependiendo de sus estructuras específicas, las unidades de azúcar liberadas pueden funcionar como sustratos de crecimiento para otras bacterias intestinales (es decir, alimentación cruzada), modular procesos intestinales como la inflamación, o ser absorbidas y afectar otras áreas del cuerpo, incluido el cerebro».

2. ¿Cómo podría aumentar el número de HMO en las soluciones de nutrición infantil para mejorar la salud?

«Dado el impacto de la estructura de las HMO en su funcionamiento, se plantea la hipótesis de que aumentar el número y la diversidad estructural de las HMO proporcionaría una gama más amplia de prestaciones sanitarias, y cada vez hay más pruebas científicas que respaldan esta teoría.

«Por ejemplo, un estudio in vitro reciente informó de que una mezcla de seis HMO (dos de cada clase estructural) promovía una mayor abundancia y diversidad de Bifidobacteriacaea (el grupo dominante de bacterias en la microbiota intestinal de los bebés amamantados), en comparación con solo uno o dos HMO.⁹ Estos hallazgos han sido corroborados por estudios clínicos en bebés, que encontraron que las mezclas de cinco HMO acercaban la composición de la microbiota intestinal a la de los bebés amamantados.^10,11

«En relación con la salud inmunológica neonatal, la función de las HMO depende en gran medida de la estructura, incluso dentro de las clases principales. Curiosamente, la 3'-sialilactosa (3'-SL) y la 6'-sialilactosa (6'-SL), que están formadas por las mismas tres unidades de azúcar pero con diferentes conformaciones estructurales 3D, difieren en su capacidad para reducir la infectividad de virus respiratorios específicos in vitro.¹² Además, los datos de la investigación preclínica indican que la 2'-fucosilactosa (2'-FL), una HMO fucosilada, así como la 3'-SL y la 6'-SL, HMO sialiladas, podrían desempeñar un papel importante en el desarrollo y la cognición del cerebro, pero a través de mecanismos distintos.¹³

«En conjunto, estas pruebas sugieren que el enriquecimiento de las soluciones nutricionales infantiles con un mayor número de HMO proporcionaría una gama más amplia de beneficios para la salud, aunque se necesitan más estudios de intervención clínica para respaldar mejor esta afirmación».

3. ¿Cuáles son los principales retos asociados a la investigación de los efectos de las HMO individuales y de las mezclas de HMO?

«La realización de ensayos clínicos de alta calidad en bebés pequeños requiere un diseño de estudio sólido, tamaños de muestra adecuados, una logística compleja y recursos financieros significativos. Debido a esta complejidad y a los gastos que conlleva, no es posible realizar ensayos clínicos que comparen los efectos fisiológicos de cada HMO y de cada combinación. Por lo tanto, los estudios preclínicos son clave para comprender los efectos individuales y sinérgicos de los HMO y seleccionar las mezclas con mayor potencial para apoyar la salud y el desarrollo infantil. Esto prepara el terreno para los ensayos clínicos y nos da la mejor oportunidad de éxito».

4. ¿Qué HMO se pueden fabricar actualmente a gran escala y cuáles son los obstáculos para fabricar más?

«Actualmente, hay siete HMO disponibles para la producción a gran escala:

• 2'-FL
• 3-fucosilactosa (3-FL)
• 2'-FL/difucosilactosa (DFL)
• Lacto-N-tetraosa (LNT)
• Lacto-N-neotetraosa (LNnT)
• 3'-SL
• 1,83 m

«Estas representan algunas de las HMO más abundantes de cada una de las tres clases estructurales principales, y también se encuentran entre las estructuras HMO más pequeñas, todas compuestas de solo tres o cuatro unidades de azúcar.

«Estas HMO más pequeñas se producen mediante bacterias modificadas genéticamente en un número limitado de pasos enzimáticos. Sin embargo, la producción de HMO más grandes, que constan de cinco o más unidades de azúcar, plantea desafíos técnicos, ya que se requieren más pasos enzimáticos y las bacterias tienen más dificultades para excretar las estructuras más grandes. Por lo tanto, para apoyar la producción comercial de estos HMO más grandes y complejos, es necesario desarrollar y optimizar tecnologías alternativas. En dsm-firmenich, estamos desarrollando esta área para aprovechar las prometedoras investigaciones que indican beneficios para la salud potencialmente únicos e importantes para algunas estructuras HMO más grandes».

5. Para comprender mejor los beneficios de las combinaciones de HMO, ¿en qué áreas de investigación hay que centrarse especialmente en el futuro?

«El conocimiento actual sobre los mecanismos y los beneficios para la salud de las HMO se basa principalmente en estructuras de HMO más pequeñas, debido a su mayor disponibilidad. Sin embargo, el campo de la HMO se beneficiaría enormemente de los exámenes preclínicos de una mayor variedad de estructuras —y combinaciones de estructuras— para mapear mejor sus funciones diferenciales y únicas. Además, se necesitan estudios clínicos para validar los beneficios (indicados por datos preclínicos) de combinar múltiples HMO para la inmunidad y el desarrollo cerebral. Las investigaciones adicionales también podrían revelar el potencial de las mezclas de HMO para otras áreas de la salud, como la función metabólica.  

«Con la inversión continua en la producción y la investigación de HMO, podemos encontrar las combinaciones que proporcionan la más amplia gama de beneficios posibles, transformando la nutrición en los primeros años de vida de los bebés en todo el mundo».