Consorcio Internacional de Composición de Leche (IMiC) (IMiC)

Composición de la leche humana: La leche es un biofluido altamente complejo que ha evolucionado durante millones de años para nutrir a los bebés y protegerlos de infecciones mientras madura su sistema inmunológico. Además de brindar una nutrición completa (es decir, macronutrientes y micronutrientes), la leche proporciona componentes bioactivos que apoyan aún más el crecimiento, el desarrollo y la salud del bebé. Estos incluyen inmunoglobulinas, anticuerpos, hormonas, factores de crecimiento, oligosacáridos prebióticos y bacterias probióticas. La composición de la leche se adapta específicamente a cada especie de mamífero en función de las necesidades de crecimiento de sus crías. Por ejemplo, el contenido energético medio de la leche humana es de unas 70 kcal/100 g, frente a las 38 kcal/100 g de la leche de burra y las 171 kcal/100 g de la leche de ratón. Los ratones producen solo 2 oligosacáridos de leche, mientras que los humanos producen más de 150. Incluso entre los seres humanos, la composición de la leche es muy variable; por ejemplo, el contenido de energía puede oscilar entre 57 y 83 kcal/100 gy las concentraciones de oligosacáridos oscilan entre 5 y 25 g/L.

Sorprendentemente, se sabe poco sobre los determinantes y las consecuencias de esta variación. Los investigadores estudiarán los siguientes componentes de la leche en el Consorcio IMiC para comprender la variabilidad entre mujeres individuales y en diferentes entornos geográficos, y sus asociaciones con el crecimiento infantil. Además, para guiar estos análisis, los miembros de IMiC realizarán una revisión de los componentes de la leche humana y el crecimiento infantil durante el Año 1 del Proyecto.

Componentes prioritarios (a analizar en todas las muestras):

Los macronutrientes incluyen carbohidratos (principalmente lactosa), proteínas y lípidos. Los lípidos aportan alrededor del 50% del contenido energético de la leche humana. La gran mayoría (98%) de los lípidos de la leche son triacilglicéridos, y el resto consiste en diacilglicéridos, monoacilglicéridos, ácidos grasos libres, fosfolípidos y colesterol. El perfil de ácidos grasos de la leche humana varía en relación con la dieta materna y la genética, particularmente en los ácidos grasos poliinsaturados de cadena larga (LCPUFA), como los ácidos araquidónico y docosahexaenoico, que contribuyen a la función inmunológica y al neurodesarrollo.

La calidad y las concentraciones de los micronutrientes pueden verse comprometidas por la desnutrición materna. Los micronutrientes en la leche incluyen minerales (p. Zinc, Calcio, Fósforo, Magnesio, Yodo, Selenio) y vitaminas (A, B1, B2, B6, B12, C, D, E; folato, colina).

Las inmunoglobulinas (Ig) se transfieren a la leche humana, incluidas IgA, IgM e IgG. Los bebés nacen con inmunidad adaptativa inmadura y dependen de estos anticuerpos maternos para defenderse contra los patógenos. La IgA soluble (sIgA) es el anticuerpo predominante en la leche humana; Los complejos sIgA-antígeno son absorbidos por las células dendríticas intestinales, lo que permite el reconocimiento del antígeno.

Las citocinas son péptidos multifuncionales que pueden atravesar la barrera intestinal, donde influyen en la actividad inmunitaria. Las citocinas transmitidas por la leche incluyen el factor de crecimiento transformante antiinflamatorio (TGF)-b, las interleucinas (IL)-10 e IL-7, y el factor de necrosis tumoral proinflamatorio (TNF)-a, IL-6, IL-8 e interferón. IFN)-g.

La lactoferrina es una glicoproteína fijadora de hierro con actividad antimicrobiana contra muchas bacterias, virus y hongos. La osteopontina es una glicoproteína ácida extensamente fosforilada que está presente en altas concentraciones en la leche humana. Afecta las funciones inmunitarias, el desarrollo intestinal y el desarrollo cerebral.

Los factores de crecimiento y las hormonas en la leche humana tienen efectos de gran alcance en el tracto intestinal, la vasculatura, el sistema nervioso y el sistema endocrino del bebé. Algunos actúan localmente en el intestino neonatal y muchos se absorben en la circulación sistémica a través del intestino infantil "permeable". El factor de crecimiento epidérmico (EGF) es fundamental para la maduración y curación de la mucosa intestinal. El factor de crecimiento similar a la insulina (IGF) promueve el crecimiento de los tejidos. Las hormonas metabólicas leptina, insulina, adiponectina y grelina regulan la conservación de energía, el apetito y el IMC infantil.

Los oligosacáridos de la leche humana (HMO) son el tercer componente más abundante de la leche humana. Se han identificado más de 100 HMO diferentes. Estos carbohidratos estructuralmente diversos no son digeridos por el bebé, sino que son metabolizados por las bacterias intestinales del bebé, proporcionando un sustrato selectivo para ayudar a dar forma al microbioma en desarrollo. Además, los HMO sirven como receptores señuelo solubles y evitan que los patógenos se adhieran a las superficies mucosas de los bebés, lo que reduce el riesgo de infecciones virales y bacterianas. Los HMO también pueden modular las respuestas de las células epiteliales e inmunitarias y proporcionar al bebé ácido siálico, un nutriente importante para el desarrollo del cerebro. En la cohorte CHILD, los investigadores observaron que, más allá del estado secretor genético, la composición de HMO está asociada con el origen étnico, la etapa de lactancia, la paridad, la ubicación geográfica, la temporada de recolección y la exclusividad de la lactancia.

Se aplicarán enfoques ómicos para evaluar ampliamente el espectro completo de péptidos, proteínas, lípidos y metabolitos en la leche humana. Análisis metabolómicos dirigidos que se realizarán utilizando la plataforma Biocrates (~500 metabolitos), análisis metabolómicos no dirigidos que realizará Sapient Bioanalytics a través de espectrometría de masas.

Los microbios están presentes en la leche humana. Estudios dependientes de cultivo e independientes (basados ​​en secuenciación) han confirmado la presencia de bacterias y hongos en la leche de madres sanas. En la cohorte CHILD, los investigadores encontraron que la composición de la microbiota de la leche difiere según el sexo del lactante, el método de alimentación, el IMC materno y la atopia materna. Se estima que los bebés amamantados reciben 10 ^ 4-10 ^ 6 bacterias por día, lo que proporciona una fuente de microbios vivos para sembrar el intestino, la cavidad oral y las vías respiratorias del bebé. Los estudios que demuestran similitudes de tensión entre el intestino materno, la leche y el intestino infantil respaldan esta hipótesis y encuentran que Bifidobacterium spp. constituyen la mayoría de los taxones compartidos entre la leche materna y las heces del lactante. Dado el papel central del microbioma intestinal en el crecimiento infantil, el metabolismo y la protección contra enfermedades infecciosas, incluso en entornos de ingresos bajos a medios (LMIC), es fundamental comprender los orígenes de estos microbios intestinales fundamentalmente importantes en las primeras etapas de la vida.

Un objetivo secundario de IMiC será apoyar la integración de datos entre sitios para responder preguntas importantes relacionadas con 1) el impacto de las intervenciones de nutrición y salud materna en la composición de la leche materna, y 2) su relación con la salud, el crecimiento y el desarrollo infantil. Cada sitio tendrá sus propios datos y también abordará de forma independiente estas mismas preguntas por sitio, como se pretendía originalmente en sus propias becas/estudios.