Mamma dello zucchero? I ricercatori stanno prendendo in giro i benefici di varie molecole nel latte materno. Stefan Malmesjö, CC BY

Mentre vivono nell'utero materno, attutiti dal liquido amniotico e protetti dal mondo esterno, i bambini hanno un'esposizione minima a microrganismi come batteri e virus. Poco dopo la nascita, a collezione di microrganismi del neonato - il loro microbioma - inizia a svilupparsi come una successione di batteri colonizza il loro intestino.

Una varietà di fattori, come ad esempio modalità di spedizione (parto cesareo o vaginale) e uso di antibiotici, influenza questa popolazione di batteri. Dopodiché, il latte umano funge da modo principale per introdurre più batteri nel sistema di un bambino può contenere fino a 700 diverse specie di batteri.

Nella mia ricerca come chimico, mi sono concentrato sul zuccheri complessi contenuti nel latte materno. I miei colleghi e io siamo interessati a come aiutano queste molecole di zucchero plasmare il microbioma di un bambino e contribuire alla salute generale. In definitiva, speriamo che sapere di più sulle singole molecole nel latte materno umano porterà allo sviluppo di migliori formule per l'infanzia che possono essere utilizzate nei casi in cui l'allattamento al seno non è possibile.

Cosa c'è nel latte materno

Probabilmente hai sentito che il latte materno fornisce tutto il fabbisogno energetico, le vitamine e le sostanze nutritive di cui un neonato ha bisogno. In effetti, l'Organizzazione Mondiale della Sanità raccomanda esclusivamente l'allattamento al seno bambini per i primi sei mesi di vita, quando possibile. Sfortunatamente ci sono una serie di ragioni per cui l'allattamento al seno può essere una sfida da tenere al passo; e senza dubbio, solo circa un quarto dei bambini americani soddisfa questa linea guida.

Il latte materno ha un numero di benefici per la salute, oltre a mantenere un bambino ben nutrito. I bambini allattati esclusivamente al seno hanno una mortalità infantile inferiore a causa di malattie infantili comuni come diarrea, polmonite, infezione del tratto urinario, infezione dell'orecchio, enterocolite necrotizzante ed sindrome della morte improvvisa infantile (SIDS), rispetto alle controparti alimentate con formula. E gli anticorpi nel latte significano che l'allattamento aiuta i bambini riprendersi più rapidamente quando si ammalano.

I ricercatori sanno che il latte umano contiene due tipi di proteine ​​semplici, il siero di latte e la caseina, che sono facilmente digeribili. Ha anche proteine ​​complesse tra cui lattoferrina, che inibisce la crescita di batteri ferro-dipendenti, e IgA secretoria, che protegge il bambino da virus e batteri patogeni. Fornisce una serie di grassi essenziali necessari per lo sviluppo del cervello, l'assorbimento delle vitamine e lo sviluppo del sistema nervoso.

E poi ci sono gli zuccheri complessi chiamati oligosaccaridi del latte umano o HMO che sono stati a lungo trascurati dalla comunità scientifica. Come chimici organici addestrati, il mio team si è interessato agli HMO proprio perché non si sapeva molto su di loro. Alcuni studi avevano scoperto che questi zuccheri erano cibo per i batteri buoni, ma non quelli patogeni. Sembrava che ci fosse di più nella storia. Sapevamo anche che saremmo stati in grado di sintetizzare in laboratorio tutte le molecole che abbiamo identificato come importanti.

Uno sguardo più attento agli zuccheri al latte della mamma

Questi zuccheri complessi nel latte materno sembrano fornire un vantaggio di crescita per i batteri buoni. Ad esempio, i bambini allattati al seno hanno un microbioma ricco di due specie di batteri: batterioloidi e bifidobatteri. Entrambe le specie sono simbioti, nel senso che vivono con noi su base giornaliera, ma in genere non causano danni. Vivono nell'intestino umano dove si trovano utilizzare oligosaccaridi di latte umano come fonti di energia per crescere, mentre i patogeni no. I bambini allattati al seno tendono ad essere colonizzati in misura minore da specie infettive, nel senso che si ammalano di meno.

Molte delle proprietà protettive del latte materno sono state attribuito al suo componente HMO. Ad esempio, la ricerca ha dimostrato che l'integrazione di HMO accorcia la durata dell'infezione da rotavirus - una delle principali cause di diarrea nei neonati.

Il latte bovino, su cui si basa la maggior parte della formula, contiene tuttavia un componente oligosaccaridico trascurabile. Inoltre, gli oligosaccaridi del latte bovino mancano della complessità strutturale e della diversità degli HMO. Quindi i lattanti allattati con latte artificiale non ottengono protezioni comparabili promosse con oligosaccaride rispetto a coloro che sono allattati al seno.

Un caso di studio: strep di gruppo B.

Sulla base di questi effetti noti degli oligosaccaridi del latte umano, il mio gruppo di ricerca si è interessato Streptococco di gruppo B.. Tutte le future mamme vengono sottoposte a screening durante il terzo trimestre di gravidanza per lo streptococco di gruppo B; sebbene non costituisca una grande minaccia per un adulto sano, questi batteri possono essere trasmessi al bambino durante il travaglio e il parto, con un aumentato rischio di infezione.

Abbiamo notato che, sebbene i batteri dello streptococco di Gruppo B siano presenti nel latte materno, i bambini che allattano non hanno un rischio maggiore di infezione da streptococco di Gruppo B. Perché? Gli HMO potrebbero fornire protezione contro questo batterio?

Per indagare, il nostro team ha lavorato per isolare gli zuccheri complessi contenuti nel latte umano donato. Con queste molecole in mano, abbiamo iniziato a testare se gli HMO agivano come antibiotici contro lo streptococco di gruppo B. In uno studio iniziale, abbiamo cercato di far crescere lo strep di gruppo B sia in presenza che in assenza di HMO. È venuto fuori che Gli HMO impediscono la crescita dei batteri strep del gruppo B..

Abbiamo anche osservato che diverse donne hanno prodotto HMO con vari livelli di attività antibiotica. Questo non è stato sorprendente come ci sono oltre 200 diversi HMO nel latte materno. Ogni donna produce a diversi set di zuccheri e cambiano durante l'allattamento. Negli studi di follow-up, abbiamo dimostrato che gli HMO hanno proprietà antibiotiche contro un numero di agenti patogeni aggiuntivi, tra cui stafilococco.

Andando avanti, i nostri obiettivi sono capire esattamente come funzionano questi zuccheri e perché donne specifiche producono zuccheri che sono più antimicrobici di altri. Una volta che i ricercatori hanno capito di più su quali HMO sono gli ingredienti più importanti nel latte materno per la salute del bambino, questi composti possono essere sintetizzati e aggiunti ai prodotti alimentari per bambini. Una formula per bambini di migliore qualità che imita più da vicino il latte materno umano può aiutare a colmare il divario di salute tra bambini allattati al seno e allattati con latte artificiale.

Steven Townsend spiega la sua ricerca secondo cui gli zuccheri nel latte materno combattono i batteri

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Circa l'autore

Steven Townsend, assistente professore di chimica, Vanderwbilt University

Questo articolo è stato pubblicato in origine The Conversation. Leggi il articolo originale.

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