Demandez à l'expert : Découvrez une nouvelle étude sur les oligosaccharides du lait maternel (HMO) qui révèle comment les combinaisons d'HMO peuvent favoriser la santé des nourrissons.

• Il est désormais possible de fabriquer et de combiner un certain nombre d'oligosaccharides du lait maternel (HMO), un composant clé du lait maternel, la référence en matière de nutrition infantile, afin de fortifier les solutions nutritionnelles pour les premiers stades de la vie.
• De plus en plus de preuves précliniques et cliniques révèlent comment les mélanges d'huiles de poisson peuvent offrir des bienfaits pour la santé des nourrissons.
• Dans ce blog, l'auteur principal d'un nouvel article de synthèse de l',, sur les effets biologiques de combinaisons d'HMO de structures diverses,¹ Le Dr Anita Wichmann, experte en chef des affaires réglementaires pour la nutrition infantile et la nutrition médicale chez dsm-firmenich, explique comment les structures des différents HMO influencent leurs bienfaits pour la santé, et comment nous pouvons favoriser une meilleure nutrition infantile grâce à des combinaisons d'HMO.

Les HMO sont un groupe diversifié de glucides qui contribuent grandement à la santé et au développement de l' , en particulier en façonnant le microbiote de l' .² Des preuves plus récentes indiquent que les HMO jouent également un rôle important dans la protection contre les agents pathogènes, le soutien du système immunitaire et l'influence potentielle sur le développement cérébral et cognitif.^3,4,5

Jusqu'à récemment, ces composés fondamentaux n'étaient disponibles que pour les nourrissons allaités. Cependant, les développements technologiques de la dernière décennie ont permis de produire à grande échelle certains OGM pour fortifier l'alimentation infantile, et des études cliniques montrent que ces solutions ont une influence positive sur la santé des nourrissons.⁶

À mesure que le nombre d'HMO pouvant être fabriqués à grande échelle augmente, il devient urgent de mieux comprendre les effets uniques et différentiels des HMO individuels et des mélanges d'HMO. Le Dr Anita Wichmann a récemment publié un article de synthèse dans Frontiers in Pediatrics, examinant les preuves actuelles et les avantages potentiels pour la santé de la combinaison de plusieurs HMO avec des structures diverses.¹ Nous avons rencontré le Dr Wichmann pour discuter de ses conclusions et découvrir ce que l'avenir réserve à l'innovation en matière d'HMO pour la nutrition des jeunes enfants.

1. Que sait-on des différentes structures des HMO et comment cela affecte-t-il leur fonctionnement ?

« Plus de 200 HMO différents ont été détectés dans le lait maternel humain. Ces glucides sont chacun constitués d'un noyau de lactose (qui comprend les deux unités de sucre, le glucose et le galactose), et de molécules de sucre supplémentaires - telles que le fucose, la N-acétylglucosamine ou l'acide sialique - disposées dans différentes structures. Les HMO varient considérablement en taille, les plus petits étant constitués de seulement trois unités de sucre (lactose plus fucose, par exemple le 2'-fucosyllactose, ou lactose plus acide sialique, par exemple le 3'-sialyllactose) et les plus grands en contenant jusqu'à 14 (Figure 1). Il est important de noter que ces structures affectent le fonctionnement de chaque HMO et les avantages qu'elles offrent.

« Les HMO sont généralement classés dans l'une des trois grandes catégories structurelles, en fonction de leur composition en sucres :

• Fucosylé — contenant du fucose
• Noyau neutre — contenant de la N-acétylglucosamine
• Sialylé - contenant de l'acide sialique

Figure 1. (A) Tous les HMO ont une chaîne principale de lactose qui peut être prolongée par du fucose, de l'acide sialique ou des unités de N-acétylglucosamine et de galactose. (B) Le 2'-fucosyllactose (2'-FL) est un exemple d'HMO fucosylé. (C) Les HMO complexes peuvent être ramifiés et modifiés avec du fucose, de l'acide sialique et/ou de la N-acétylglucosamine.

« Dans le lait maternel, les types et les niveaux de différentes structures d'HMO varient d'un individu à l'autre et tout au long de la lactation, à mesure que les besoins des nourrissons évoluent, mais les HMO fucosylés tendent à représenter la plus grande proportion (60-70 %) du pool d'HMO. »^7,8

« Les HMO sont décomposés par les bactéries présentes dans l'intestin du nourrisson, « nourrissant » le microbiome intestinal et libérant les différentes unités de sucre. Certaines espèces bactériennes présentes dans l'intestin peuvent utiliser un large éventail d'HMO de structure diverse, tandis que d'autres ont une capacité plus limitée. Ensuite, en fonction de leurs structures spécifiques, les unités de sucre libérées peuvent servir de substrats de croissance pour d'autres bactéries intestinales (c'est-à-dire de nourriture croisée), moduler les processus intestinaux tels que l'inflammation, ou être absorbées et affecter d'autres parties du corps, y compris le cerveau. »

2. Comment l'augmentation du nombre d'organisations de soins intégrés dans les solutions de nutrition infantile pourrait-elle améliorer la santé ?

« Étant donné l'impact de la structure des HMO sur leur fonctionnement, on suppose que l'augmentation du nombre et de la diversité structurelle des HMO permettrait d'offrir un plus large éventail de prestations de santé, et un nombre croissant de preuves scientifiques viennent étayer cette théorie.

« Par exemple, une étude in vitro récente a montré qu'un mélange de six HMO (deux de chaque classe structurelle) favorisait une plus grande abondance et diversité de Bifidobacteriacaea (le groupe de bactéries dominant dans le microbiote intestinal des nourrissons allaités), par rapport à un ou deux HMO seulement.⁹ Ces résultats ont été confirmés par des études cliniques menées chez des nourrissons, qui ont montré que des mélanges de cinq HMO rapprochaient la composition du microbiote intestinal de celle des nourrissons allaités.^10,11

« En ce qui concerne la santé immunitaire néonatale, la fonction des HMO dépend fortement de la structure, même au sein des classes principales. Il est intéressant de noter que le 3'-sialyllactose (3'-SL) et le 6'-sialyllactose (6'-SL) — qui sont constitués des trois mêmes unités de sucre mais avec des conformations structurelles 3D différentes — diffèrent par leur capacité à réduire l'infectivité de virus respiratoires spécifiques in vitro.¹² En outre, les données issues de la recherche préclinique indiquent que le 2'-fucosyllactose (2'-FL) – un HMO fucosylé – ainsi que le 3'-SL et le 6'-SL, des HMO sialylés, pourraient jouer un rôle important dans le développement et la cognition du cerveau, mais par des mécanismes distincts.¹³

« Ensemble, ces preuves suggèrent que le renforcement des solutions de nutrition infantile avec un plus grand nombre d'HMO apporterait un plus large éventail de bienfaits pour la santé, bien que des études d'intervention clinique supplémentaires soient nécessaires pour mieux étayer cette hypothèse. »

3. Quels sont les principaux défis associés à l'étude des effets des HMO individuelles et des mélanges de HMO ?

« La réalisation d'essais cliniques de haute qualité chez les jeunes nourrissons nécessite une conception d'étude robuste, des tailles d'échantillon adéquates, une logistique complexe et des ressources financières importantes. En raison de cette complexité et de ces coûts, il n'est pas possible de réaliser des essais cliniques comparant les effets physiologiques de chaque HMO et de chaque combinaison. Par conséquent, les études précliniques sont essentielles pour comprendre les effets individuels et synergiques des HMO et sélectionner les mélanges ayant le plus grand potentiel pour favoriser la santé et le développement des nourrissons. Cela prépare le terrain pour les essais cliniques et nous donne les meilleures chances de succès. »

4. Quels dispositifs médicaux implantables peuvent actuellement être fabriqués à grande échelle et quels sont les obstacles à une production plus importante ?

« Actuellement, sept HMO sont disponibles pour la production à grande échelle :

• 2'-FL
• 3-fucosyllactose (3-FL)
• 2'-FL/Difucosyllactose (DFL)
• Lacto-N-tétraose (LNT)
• Lacto-N-néotétraose (LNnT)
• 3'-SL
• 6'-SL

« Ceux-ci représentent certains des HMO les plus abondants de chacune des trois classes structurelles principales, et font également partie des plus petites structures HMO, toutes étant composées de seulement trois à quatre unités de sucre.

« Ces petites HMO sont produites par des bactéries génétiquement modifiées en un nombre limité d'étapes enzymatiques. Cependant, la production de plus grandes HMO, composées de cinq unités de sucre ou plus, pose des défis techniques, car davantage d'étapes enzymatiques sont nécessaires et les structures plus grandes sont plus difficiles à excréter par les bactéries. Par conséquent, afin de soutenir la production commerciale de ces plus grands et plus complexes dispositifs médicaux implantables, des technologies alternatives doivent être développées et optimisées. Chez dsm-firmenich, nous développons ce domaine pour tirer parti de recherches prometteuses indiquant des avantages potentiels uniques et importants pour la santé de certaines structures HMO plus importantes. »

5. Afin de mieux comprendre les avantages des combinaisons HMO, quels domaines de recherche doivent faire l'objet d'une attention particulière à l'avenir ?

« Les connaissances actuelles sur les mécanismes et les bienfaits des HMO pour la santé reposent principalement sur des structures HMO plus petites, en raison de leur plus grande disponibilité. Cependant, le domaine des HMO bénéficierait grandement de dépistages précliniques d'une plus grande variété de structures - et de combinaisons de structures - afin de mieux cartographier leurs rôles différentiels et uniques. En outre, des études cliniques sont nécessaires pour valider les avantages (indiqués par les données précliniques) de la combinaison de plusieurs OGM pour l'immunité et le développement du cerveau. Des recherches plus approfondies pourraient également révéler le potentiel des mélanges d'HMO pour d'autres domaines de la santé, tels que la fonction métabolique.  

« Grâce à nos investissements continus dans la production et la recherche d'HMO, nous pouvons trouver les combinaisons qui offrent le plus d'avantages possibles, transformant ainsi l'alimentation des nourrissons dans le monde entier. »