Consórcio Internacional de Composição do Leite (IMiC) (IMiC)

Composição do Leite Humano: O leite é um biofluido altamente complexo que evoluiu ao longo de milhões de anos para nutrir bebês e protegê-los de infecções enquanto seu sistema imunológico amadurece. Além de fornecer nutrição completa (ou seja, macronutrientes e micronutrientes), o leite fornece componentes bioativos que apoiam ainda mais o crescimento, desenvolvimento e saúde infantil. Estes incluem imunoglobulinas, anticorpos, hormônios, fatores de crescimento, oligossacarídeos prebióticos e bactérias probióticas. A composição do leite é especificamente adaptada para cada espécie de mamífero, dependendo das necessidades de crescimento de seus filhotes. Por exemplo, o conteúdo energético médio do leite humano é de cerca de 70 kcal/100g, em comparação com 38 kcal/100g do leite de burra e 171 kcal/100g do leite de camundongo. Os ratos produzem apenas 2 oligossacarídeos do leite, enquanto os humanos produzem mais de 150. Mesmo entre os seres humanos, a composição do leite é altamente variável - por exemplo, o conteúdo energético pode variar de 57-83 kcal/100g e as concentrações de oligossacarídeos variam de 5-25 g/L.

Surpreendentemente, pouco se sabe sobre os determinantes e consequências dessa variação. Os pesquisadores estudarão os seguintes componentes do leite no Consórcio IMiC para entender a variabilidade entre mulheres individuais e em diferentes configurações geográficas e suas associações com o crescimento infantil. Além disso, para orientar essas análises, uma revisão dos componentes do leite humano e do crescimento infantil será realizada pelos membros do IMiC durante o Ano 1 do Projeto.

Componentes prioritários (a serem analisados ​​em todas as amostras):

Macronutrientes incluem carboidratos (principalmente lactose), proteínas e lipídios. Os lipídios fornecem cerca de 50% do conteúdo energético do leite humano. A grande maioria (98%) dos lipídios do leite são triacilglicerídeos, com o restante consistindo de diacilglicerídeos, monoacilglicerídeos, ácidos graxos livres, fosfolipídios e colesterol. O perfil de ácidos graxos do leite humano varia em relação à dieta materna e à genética, particularmente nos ácidos graxos poliinsaturados de cadeia longa (LCPUFAs), como os ácidos araquidônico e docosahexaenóico, que contribuem para a função imunológica e o neurodesenvolvimento.

A qualidade e as concentrações de micronutrientes podem ser comprometidas pela desnutrição materna. Os micronutrientes do leite incluem minerais (p. Zinco, Cálcio, Fósforo, Magnésio, Iodo, Selênio) e vitaminas (A, B1, B2, B6, B12, C, D, E; folato, colina).

As imunoglobulinas (Ig) são transferidas no leite humano, incluindo IgA, IgM e IgG. Os bebês nascem com imunidade adaptativa imatura e dependem desses anticorpos maternos para defesa contra patógenos. A IgA solúvel (sIgA) é o anticorpo predominante do leite humano; Os complexos sIgA-antígeno são captados pelas células dendríticas intestinais, permitindo o reconhecimento do antígeno.

As citocinas são peptídeos multifuncionais capazes de atravessar a barreira intestinal, onde influenciam a atividade imunológica. As citocinas transmitidas pelo leite incluem fator de crescimento transformante anti-inflamatório (TGF)-b, interleucinas (IL)-10 e IL-7 e fator de necrose tumoral pró-inflamatório (TNF)-a, IL-6, IL-8 e interferon ( IFN)-g.

A lactoferrina é uma glicoproteína de ligação ao ferro com atividade antimicrobiana contra muitas bactérias, vírus e fungos. A osteopontina é uma glicoproteína ácida extensivamente fosforilada que está presente em altas concentrações no leite humano. Afeta as funções imunológicas, o desenvolvimento intestinal e o desenvolvimento do cérebro.

Fatores de crescimento e hormônios no leite humano têm amplos efeitos no trato intestinal infantil, vasculatura, sistema nervoso e sistema endócrino. Alguns agem localmente no intestino neonatal e muitos são absorvidos pela circulação sistêmica através do intestino infantil "permeável". O fator de crescimento epidérmico (EGF) é crítico para a maturação e cicatrização da mucosa intestinal. O fator de crescimento semelhante à insulina (IGF) promove o crescimento do tecido. Os hormônios metabólicos leptina, insulina, adiponectina e grelina regulam a conservação de energia, o apetite e o IMC infantil.

Os oligossacarídeos do leite humano (HMOs) são o terceiro componente mais abundante do leite humano. Mais de 100 HMOs diferentes foram identificados. Esses carboidratos estruturalmente diversos não são digeridos pelo bebê, mas são metabolizados pelas bactérias intestinais do bebê, fornecendo um substrato seletivo para ajudar a moldar o microbioma em desenvolvimento. Além disso, os HMOs servem como receptores chamariz solúveis e evitam a fixação de patógenos nas superfícies mucosas infantis, diminuindo o risco de infecções virais e bacterianas. Os HMOs também podem modular as respostas das células epiteliais e imunes e fornecer ao bebê ácido siálico, um nutriente importante para o desenvolvimento do cérebro. Na coorte CHILD, os investigadores observaram que, além do status secretor genético, a composição do HMO está associada à etnia, estágio da lactação, paridade, localização geográfica, época da coleta e exclusividade da amamentação.

Abordagens ômicas serão aplicadas para avaliar amplamente o espectro completo de peptídeos, proteínas, lipídios e metabólitos no leite humano. Análises metabolômicas direcionadas a serem conduzidas usando a plataforma Biocrates (~ 500 metabólitos), análises metabolômicas não direcionadas a serem conduzidas pela Sapient Bioanalytics via espectrometria de massa.

Os micróbios estão presentes no leite humano. Estudos dependentes e independentes de cultura (baseados em sequenciamento) confirmaram a presença de bactérias e fungos no leite de mães saudáveis. Na coorte CHILD, os pesquisadores descobriram que a composição da microbiota do leite difere de acordo com o sexo do bebê, método de alimentação, IMC materno e atopia materna. Estima-se que bebês amamentados recebam 10^4-10^6 bactérias por dia, fornecendo uma fonte de micróbios vivos para semear o intestino infantil, cavidade oral e vias aéreas. Estudos que demonstram semelhanças de cepas entre intestino materno, leite e intestino infantil apóiam essa hipótese e descobrem que Bifidobacterium spp. constituem a maioria dos táxons compartilhados entre o leite materno e as fezes infantis. Dado o papel central do microbioma intestinal no crescimento infantil, metabolismo e proteção contra doenças infecciosas, inclusive em ambientes de baixa a média renda (LMIC), é fundamental entender as origens desses micróbios intestinais fundamentalmente importantes no início da vida.

Um objetivo secundário do IMiC será apoiar a integração de dados entre os locais para responder a questões importantes relacionadas a 1) o impacto das intervenções de saúde e nutrição materna na composição do leite materno e 2) sua relação com a saúde, crescimento e desenvolvimento infantil. Cada site possuirá seus próprios dados e também abordará independentemente essas mesmas questões por site, conforme originalmente pretendido em seus próprios subsídios/estudos.