Rôle et importance des HMO dans l’alimentation infantile

Après le lactose (6,8 %), les lipides (4 %) et les protéines (1%) [1]^, les HMO sont le 4^ème composant principal du lait maternel avec un pourcentage compris entre 0,5 % et 1,5 %. Ces macromolécules possèdent de multiples rôles clé pour le bon développement du nourrisson [2]. Aussi, il est intéressant d’intégrer les HMO dans l’alimentation infantile.

Le nombre d’études sur ces macromolécules se multiplie, les principaux acteurs du marché du lait infantile les intègrent à leurs formulations infantiles et le nombre de marchés autorisant leur utilisation croit (avec la Chine comme dernier exemple en date ayant autorisé l’utilisation de certains HMO dans l’alimentation infantile).

Les HMO : de quoi parle-t-on ?

Les HMO du lait maternel : des molécules abondantes et d’une grande diversité [2]

De leur nom complet Human Milk Oligosaccharides, les HMO sont des molécules de la famille des glycanes, présentes en abondance dans le lait maternel des différents mammifères. Toutes les femmes ne synthétisent pas les mêmes types d’oligosaccharides. En fonction du cycle de lactation, du patrimoine génétique et de l’alimentation maternelle, la teneur et la composition en HMO du lait maternel peut varier. On estime aujourd’hui qu’il en existe plus de 200 différents.

On distingue plusieurs types de HMO dont les plus représentés sont :

• Les HMO fucosylés (2’FL, 3’FL), qui représentent entre 50 et 80% des HMO présents dans le lait maternel.
• Les HMO non fucosylés ou neutres en azote (LNT).
• Les HMO sialyés (6’FL), qui représentent entre 10% et 20% des HMO du lait maternel.

L’importance des HMO dans l’alimentation infantile ? [3]

Le microbiote se constitue lors des premiers mois de vie du nourrisson. Le développement d’une flore intestinale riche, diversifiée et équilibrée étant déterminant pour la santé physique et psychologique, il est nécessaire d’être attentif à l’alimentation des nouveau-nés.

Il existe plusieurs facteurs influençant la composition du microbiote ; les conditions d’accouchement (par voie basse ou non, prématuré ou non) et la nutrition du nouveau-né. En effet, les bébés allaités, qui sont nés à terme et par voie basse, possèdent un microbiote intestinal généralement plus équilibré. A l’inverse, pour les nourrissons non allaités, nés prématurés ou par césarienne, les risques de dysbiose (déséquilibre du microbiote) sont plus élevés.

Par conséquent, l’allaitement est préconisé car il favorise la mise en place du microbiote intestinal grâce à la présence de HMO, molécules favorisant la croissance de certaines souches bactériennes bien spécifiques et bénéfiques, microbiennes spécifiques et bénéfiques.

Les HMO dans l’alimentation infantile

Les effets bénéfiques des HMO sur la croissance des bébés

Les bienfaits des HMO sur la croissance des bébés se manifestent par différents mécanismes.

Tout d’abord, ces molécules agissent comme prébiotiques au niveau du microbiote intestinal. En effet, la grande majorité des HMO atteint l’intestin intacte. Les molécules y agissent comme substrats métaboliques pour des bactéries bénéfiques, les bifidobactéries.

En plus de leur rôle de prébiotique, les HMO agissent comme antimicrobiens. Ils jouent notamment un rôle anti-adhésif. En effet, ils se fixent sur les cellules épithéliales, ce qui empêche les pathogènes de s’y accrocher qui se retrouvent alors excrétés sans causer de symptôme. Ils peuvent également modifier les sites de fixation et bloquer les interactions moléculaires permettant aux pathogènes de s’accrocher aux cellules épithéliales [4].

Les HMO agissent également en tant qu’immuno-modulateurs. En effet, ils présentent une structure d’oligosaccharide similaire à celle des ligands des immuno—récepteurs, leur permettant de se lier aux cellules immunitaires. Il en résulte une modification de la production de molécules directement impliquées dans le fonctionnement du système immunitaire⁴.

Enfin, ces oligosaccharides aident au développement cérébral. En effet, les HMO sialylés représentent une source d’acide sialique, un nutriment nécessaire au bon développement du cerveau et des capacités cognitives du nouveau-né [2].

Les HMO dans la formulation des laits infantiles

Lorsque l’allaitement est impossible, les formules de lait infantile sont l’unique alternative utilisée afin de nourrir le nourrisson. Il est donc primordial que ces produits assurent la sécurité alimentaire de l’enfant et garantissent des formules de bonne qualité, couvrant ses besoins nutritionnels.

La présence des HMO dans l’alimentation infantile permet de répondre aux enjeux cités précédemment. Il a notamment été démontré que l’ajout de 2’FL et de LNnT dans les formulations de lait infantile permettrait un meilleur développement de la microflore des nouveaux nés [4]. Ces molécules favorisent en effet le développement préférentiel de bactéries bénéfiques telle que Bifidobacteria.

Pour en savoir plus : une alimentation adaptée, pour une croissance optimale du nourrisson.

Les procédés industriels pour la production de HMO

En 2021, moins de 50 % des mères nourrissaient exclusivement leurs enfants par allaitement à la sortie de la maternité [5]. Cependant, l’OMS recommande l’allaitement comme unique source d’alimentation jusqu’à l’âge de 6 mois. Un des enjeux des producteurs de formules de lait infantile est donc d’enrichir celles-ci en HMO, molécules bioactives nécessaires à la bonne croissance du nourrisson. Pour cela, deux procédés industriels sont déployés [6] :

• La fermentation enzymatique: utilisation de glycosyltransférases provenant de bactéries pathogènes telles que Helicobacter, Neisseria ou Pasteurella pour la synthèse des HMO
• La fermentation microbienne: utilisation du lactose comme substrat pour des bactéries comme Coli, S. cerevisiae ou Lactococcus Lactis puis purification des molécules obtenues par concentration sélective (nano filtration par exemple).

Ayant conscience de cet enjeu, nous proposons chez Lactalis Ingrédients une gamme de lactose en poudre dédiée aux formulations infantiles et à la fabrication de dérivés du lactose tels que les HMO. Ce lactose, substrat de fabrication des HMO est un lactose de haute pureté (blanc, taux de lactose > 99,2 %) avec une qualité microbienne spécifique afin que les souches bactériennes destiné à la production de HMO ne rentrent pas avec celles présentes dans le substrat lors de sa fermentation.

Sources:

[1]P.Roggero, Human Breast Milk Composition and Function in Human Health: From Nutritional Components to Microbiome and MicroRNA, 2021 Sep 2. doi: 10.3390/nu13093094
[2] Bode L. Human milk oligosaccharides: every baby needs a sugar mama. Glycobiology. 2012 Sep;22(9):1147-62. doi: 10.1093/glycob/cws074. Epub 2012 Apr 18. PMID: 22513036; PMCID: PMC3406618.
[3] Mueller NT, Bakacs E, Combellick J, Grigoryan Z, Dominguez-Bello MG. The infant microbiome development: mom matters. Trends Mol Med. 2015 Feb;21(2):109-17. doi: 10.1016/j.molmed.2014.12.002. Epub 2014 Dec 11. PMID: 25578246; PMCID: PMC4464665.
[4] Wiciński M, Sawicka E, Gębalski J, Kubiak K, Malinowski B. Human Milk Oligosaccharides: Health Benefits, Potential Applications in Infant Formulas, and Pharmacology. Nutrients. 2020 Jan 20;12(1):266. doi: 10.3390/nu12010266. PMID: 31968617; PMCID: PMC7019891.
[5] Cinelli H., Lelong N., Le RayInserm C, Enquête nationale périnatale Rapport 2021, Inserm, 2022 Oct
[6]Zeuner B, Teze D, Muschiol J, S.Meyer A, Synthesis of Human Milk Oligosaccharides: Protein Engineering Strategies for Improved Enzymatic Transglycosylation, 2019 May 28. doi: 10.3390/molecules24112033