Consortium international sur la composition du lait (IMiC) (IMiC)

Composition du lait maternel : Le lait est un biofluide très complexe qui a évolué au cours de millions d'années pour nourrir les nourrissons et les protéger des infections pendant que leur système immunitaire mûrit. En plus de fournir une nutrition complète (c.-à-d. macronutriments et micronutriments), le lait fournit des composants bioactifs qui soutiennent davantage la croissance, le développement et la santé du nourrisson. Ceux-ci comprennent les immunoglobulines, les anticorps, les hormones, les facteurs de croissance, les oligosaccharides prébiotiques et les bactéries probiotiques. La composition du lait est spécifiquement adaptée à chaque espèce de mammifère en fonction des besoins de croissance de leur jeune progéniture. Par exemple, la teneur énergétique moyenne du lait maternel est d'environ 70 kcal/100 g, contre 38 kcal/100 g pour le lait d'ânesse et 171 kcal/100 g pour le lait de souris. Les souris ne produisent que 2 oligosaccharides du lait, tandis que les humains en produisent plus de 150. Même chez les humains, la composition du lait est très variable - par exemple, la teneur énergétique peut varier de 57 à 83 kcal/100 g et les concentrations d'oligosaccharides varient de 5 à 25 g/L.

Étonnamment, on sait peu de choses sur les déterminants et les conséquences de cette variation. Les chercheurs étudieront les composants du lait suivants dans le Consortium IMiC pour comprendre la variabilité entre les femmes individuelles et dans différents contextes géographiques, et leurs associations avec la croissance du nourrisson. De plus, pour guider ces analyses, un examen des composants du lait maternel et de la croissance du nourrisson sera entrepris par les membres de l'IMiC au cours de la première année du projet.

Composants prioritaires (à analyser dans tous les échantillons) :

Les macronutriments comprennent les glucides (principalement le lactose), les protéines et les lipides. Les lipides fournissent environ 50 % du contenu énergétique du lait maternel. La grande majorité (98 %) des lipides du lait sont des triacylglycérides, le reste étant constitué de diacylglycérides, de monoacylglycérides, d'acides gras libres, de phospholipides et de cholestérol. Le profil des acides gras du lait maternel varie en fonction de l'alimentation maternelle et de la génétique, en particulier dans les acides gras polyinsaturés à longue chaîne (LCPUFA), tels que les acides arachidonique et docosahexaénoïque, qui contribuent à la fonction immunitaire et au développement neurologique.

La qualité et les concentrations des micronutriments peuvent être compromises par la malnutrition maternelle. Les micronutriments du lait comprennent des minéraux (par ex. Zinc, Calcium, Phosphore, Magnésium, Iode, Sélénium) et des vitamines (A, B1, B2, B6, B12, C, D, E ; folate, choline).

Les immunoglobulines (Ig) sont transférées dans le lait maternel, y compris les IgA, IgM et IgG. Les nourrissons naissent avec une immunité adaptative immature et dépendent de ces anticorps maternels pour se défendre contre les agents pathogènes. L'IgA soluble (IgAs) est l'anticorps prédominant du lait maternel ; Les complexes sIgA-antigène sont absorbés par les cellules dendritiques intestinales, permettant la reconnaissance de l'antigène.

Les cytokines sont des peptides multifonctionnels capables de traverser la barrière intestinale, où elles influencent l'activité immunitaire. Les cytokines transmises par le lait comprennent le facteur de croissance transformant anti-inflammatoire (TGF)-b, les interleukines (IL)-10 et IL-7, et le facteur de nécrose tumorale pro-inflammatoire (TNF)-a, IL-6, IL-8 et l'interféron ( IFN)-g.

La lactoferrine est une glycoprotéine liant le fer avec une activité antimicrobienne contre de nombreuses bactéries, virus et champignons. L'ostéopontine est une glycoprotéine acide largement phosphorylée qui est présente à des concentrations élevées dans le lait maternel. Il affecte les fonctions immunitaires, le développement intestinal et le développement du cerveau.

Les facteurs de croissance et les hormones du lait maternel ont des effets étendus sur le tractus intestinal, le système vasculaire, le système nerveux et le système endocrinien du nourrisson. Certains agissent localement sur l'intestin du nouveau-né et beaucoup sont absorbés dans la circulation systémique par l'intestin « perméable » du nourrisson. Le facteur de croissance épidermique (EGF) est essentiel à la maturation et à la cicatrisation de la muqueuse intestinale. Le facteur de croissance analogue à l'insuline (IGF) favorise la croissance des tissus. Les hormones métaboliques leptine, insuline, adiponectine et ghréline régulent la conservation de l'énergie, l'appétit et l'IMC du nourrisson.

Les oligosaccharides du lait maternel (HMO) sont le troisième composant le plus abondant du lait maternel. Plus de 100 HMO différents ont été identifiés. Ces glucides structurellement divers ne sont pas digérés par le nourrisson, mais sont métabolisés par les bactéries intestinales du nourrisson, fournissant un substrat sélectif pour aider à façonner le microbiome en développement. De plus, les HMO servent de récepteurs leurres solubles et empêchent l'attachement des agents pathogènes aux surfaces muqueuses du nourrisson, réduisant ainsi le risque d'infections virales et bactériennes. Les HMO peuvent également moduler les réponses des cellules épithéliales et immunitaires et fournir au nourrisson de l'acide sialique, un nutriment important pour le développement du cerveau. Dans la cohorte CHILD, les chercheurs ont observé qu'au-delà du statut de sécréteur génétique, la composition des HMO est associée à l'ethnicité, au stade de lactation, à la parité, à la localisation géographique, à la saison de collecte et à l'exclusivité de l'allaitement.

Des approches omiques seront appliquées pour évaluer globalement le spectre complet des peptides, des protéines, des lipides et des métabolites dans le lait maternel. Analyses métabolomiques ciblées à réaliser à l'aide de la plateforme Biocrates (~500 métabolites), analyses métabolomiques non ciblées à réaliser par Sapient Bioanalytics via spectrométrie de masse.

Les microbes sont présents dans le lait maternel. Des études dépendantes de la culture et indépendantes (basées sur le séquençage) ont confirmé la présence de bactéries et de champignons dans le lait de mères en bonne santé. Dans la cohorte CHILD, les chercheurs ont découvert que la composition du microbiote du lait diffère selon le sexe du nourrisson, le mode d'alimentation, l'IMC maternel et l'atopie maternelle. On estime que les nourrissons allaités reçoivent 10 ^ 4 à 10 ^ 6 bactéries par jour, fournissant une source de microbes vivants pour ensemencer l'intestin, la cavité buccale et les voies respiratoires du nourrisson. Des études démontrant des similitudes de souche entre l'intestin maternel, le lait et l'intestin du nourrisson appuient cette hypothèse et révèlent que Bifidobacterium spp. constituent la majorité des taxons partagés entre le lait maternel et les selles du nourrisson. Compte tenu du rôle central du microbiome intestinal dans la croissance, le métabolisme et la protection du nourrisson contre les maladies infectieuses, y compris dans les pays à revenu faible à moyen (PRFI), il est essentiel de comprendre les origines de ces microbes intestinaux d'une importance fondamentale dès le début de la vie.

Un objectif secondaire d'IMiC sera de soutenir l'intégration des données entre les sites pour répondre à des questions importantes liées à 1) l'impact des interventions de santé maternelle et de nutrition sur la composition du lait maternel, et 2) sa relation avec la santé, la croissance et le développement du nourrisson. Chaque site possédera ses propres données et répondra également indépendamment à ces mêmes questions par site, comme prévu à l'origine dans ses propres subventions/études.