Introduction
Le lait maternel est reconnu comme l'aliment idéal pour le nourrisson, fournissant non seulement des nutriments essentiels mais aussi une multitude de composés bioactifs qui soutiennent le développement et la santé de l'enfant. Parmi ces composés, les oligosaccharides du lait maternel (OLM), ou Human Milk Oligosaccharides (HMO) en anglais, occupent une place de plus en plus importante dans la recherche scientifique et la compréhension des bienfaits de l'allaitement. Cet article explore en profondeur le rôle et les bénéfices des OLM, en s'appuyant sur les découvertes récentes et les études cliniques.
Composition et Structure des Oligosaccharides du Lait Maternel
Les OLM sont le troisième composant solide le plus abondant du lait maternel après le lactose et les lipides. Ils constituent un groupe diversifié de glucides complexes, avec plus de 200 structures différentes identifiées à ce jour. Ces molécules sont composées de cinq monosaccharides de base : glucose, galactose, N-acétylglucosamine, fucose et acide sialique. La diversité des OLM résulte de la combinaison variable de ces sucres et de leurs liaisons, créant ainsi une grande variété de chaînes linéaires ou ramifiées.
Un noyau de lactose, composé d’une molécule de galactose et d’une molécule de glucose, est associé à un disaccharide, le lacto-N-biose ou la N-acétylactosamine, pour former une chaîne linéaire (si la liaison osidique est de type 1-3) ou ramifiée (si la liaison est de type 1-6). La structure des principaux oligosaccharides du lait maternel inclut des composés comme le 2’-fucosyllactose (2’FL), le lacto-N-fucopentaose-I (LNFP-I), le lacto-N-fucopentaose-II (LNFP-II), le lacto-N-fucopentaose-III (LNFP-III), le lacto-N-fucopentaose-V (LNFP-V), le 3’-sialyllactose (3’SL), le 6’-sialyllactose (6’SL), le disialyllacto-N-tétraose (DSLNT), le lacto-N-tétraose (LNT), le tétrasaccharide a (LST a), le tétrasaccharide b (LST b) et le trifucosyllacto-N-hexaose (LNH).
Variabilité de la Composition en OLM
La composition du lait maternel en OLM est variable et "dynamique", influencée par plusieurs facteurs, notamment la génétique maternelle. La quantité et la composition en OLM du lait maternel sont modulées par la durée de la lactation et, dans une moindre mesure, par certaines conditions nutritionnelles et environnementales. Cette variabilité est en partie déterminée par les gènes Lewis [Le] et Secretor [Se]. Si le gène FUT2 (Secretor) est exprimé, tous les types d’HMO sont synthétisés. Si le gène FUT2 est inactif, certains HMO fucosylés (par exemple, le 2-fucosyllactose [2-FL]) ne seront pas synthétisés. De même, la production d'OLM contenant l'antigène Lewis b dépend de l'activité du gène FUT3 (Lewis).
Une étude récente du Baylor College of Medicine (USA) a mis en évidence que l’alimentation maternelle peut influer sur le profil des OLM. Les résultats démontrent que les spécificités du régime alimentaire maternel modifient les concentrations de HMO dans le lait, ce qui façonne le microbiome fonctionnel du lait avant l’ingestion du nourrisson. La présence de certains HMO favorise la croissance de certains microbes dans le lait, qui passent ensuite au bébé et peuvent favoriser un développement sain.
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Rôle des OLM dans le Développement du Microbiote Intestinal
Les OLM ne sont pas ou peu digérés dans l'intestin grêle du nourrisson. Ils parviennent donc intacts dans le gros intestin, où ils exercent leur principale fonction : servir de substrat pour le développement du microbiote intestinal. Les OLM favorisent la croissance des « bonnes bactéries », en particulier les bifidobactéries. Ces bactéries bénéfiques fermentent les OLM, produisant des acides gras à courte chaîne (butyrate et propionate) qui créent un environnement intestinal acide favorable à la croissance d’autres souches de bifidobactéries.
La présence importante d’HMO dans le lait est l’un des facteurs les plus importants pour la formation du microbiote intestinal chez l’enfant allaité. Ces oligosaccharides favorisent une colonisation bactérienne favorable et spécifique qui débuterait avant même la naissance. L’établissement d’un microbiome sain chez le nourrisson influence la santé métabolique à vie.
Renforcement de la Barrière Intestinale
L’intestin grêle fonctionne comme une barrière de sécurité. Les OLM contribuent à renforcer cette barrière en limitant l'adhésion des bactéries potentiellement pathogènes. Ils servent de leurre vis-à-vis de ces bactéries, les piégeant et les empêchant de s'accrocher à la barrière intestinale. La structure moléculaire des HMO est remarquablement proche de celle des motifs glycosylés retrouvés à la surface des cellules épithéliales, dans le glycocalyx, donc à l’interface entre l’hôte et l’environnement.
Les OLM réduisent directement les infections microbiennes en servant d’antimicrobiens antiadhésifs : en ressemblant à des glycanes, ils servent de récepteurs solubles (leurres) afin d’empêcher la fixation de l’agent pathogène et ainsi réduire les risques d’infection. Les effets antimicrobiens des HMO ne se limitent pas aux bactéries et aux virus : ils peuvent également s’appliquer à certains parasites protozoaires (Entamoeba histolytica).
Effets Anti-Inflammatoires
Une petite partie des OLM est digérée et circule dans le sang du nourrisson, exerçant ainsi un impact anti-inflammatoire. Les OLM peuvent agir directement sur le cycle cellulaire, favorisant la protection de l’épithélium. Chez l’enfant, les HMO contribuent en effet au développement d’une réponse immunitaire équilibrée entre les types pro- (Th1) et anti- (Th2) inflammatoires. Certains HMO, tels les HMO sialylés, améliorent l’immunité innée contre les agents infectieux en stimulant l’expression de chimiokines et le recrutement de cellules immunitaires vers le site d’infection.
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Impact sur le Développement Cognitif
Des études récentes ont mis en évidence un lien entre les OLM et le développement cognitif des nourrissons. Une étude menée par l’Hôpital pour enfants de Los Angeles a découvert le rôle clé et bénéfique d’un composé du lait maternel humain, l'oligosaccharide « 2'FL », dans le développement cognitif des bébés. Cette étude de cohorte, menée auprès de 50 mères et leurs bébés, a analysé la composition du lait maternel et évalué le développement cognitif de l’enfant à l’âge de 24 mois à l'aide de l'échelle Bayley-III. Les résultats ont montré que des différences dans la composition du lait maternel, en particulier la présence de 2'FL, sont associées à des résultats spécifiques chez le nourrisson en termes de développement cognitif.
Les HMO sialylés exerceraient aussi des effets neurodéveloppementaux significatifs. Des études sur des modèles animaux ont montré que les HMO sont associés à des changements moléculaires et cellulaires dans le cerveau, où ils semblent jouer un rôle essentiel dans le neurodéveloppement, notamment cognitif.
Prévention des Allergies et de l'Asthme
Les avantages de la supplémentation du lait maternel en HMO pour la prévention de l’allergie et de l’asthme ont été le sujet de plusieurs études. Quelques preuves cliniques suggérant un bénéfice des HMO pour l’eczéma émergent. Les OLM réduisent la formation de complexes plaquettes-neutrophiles, entraînant une diminution de l’expression de l’intégrine 2 des neutrophiles. Ils inhibent également l’adhésion des monocytes, des lymphocytes et des neutrophiles aux cellules endothéliales.
Rôle Thérapeutique dans l'Entérocolite Ulcéro-Nécrosante (ECUN)
Plusieurs études se sont intéressées au potentiel thérapeutique des HMO dans l’entérocolite ulcéro-nécrosante (ECUN) du prématuré. L’ECUN se caractérise par une perte de l’intégrité de la barrière épithéliale et par une inflammation suraiguë, pouvant conduire à des nécroses digestives, causes de morbidité et de mortalité chez les enfants prématurés. Des données pré-cliniques suggèrent que la supplémentation en HMO du lait maternel ou de préparations infantiles pourrait constituer une nouvelle stratégie pour réduire l’incidence de l’ECUN dans l’espèce humaine.
Oligosaccharides et Prématurité
Une étude observationnelle prospective, LACTACOL, a été réalisée sur des enfants prématurés exclusivement nourris au sein, nés entre 27 et 34 semaines d’aménorrhée. Les scientifiques ont analysé la relation entre la teneur en OLH et le neurodéveloppement du nourrisson à 2 ans. L’oligosaccharide fucosylé LNFP-III est significativement associé à un meilleur neurodéveloppement chez les enfants nés de mères au lait riche en nombreux OLH fucosylés.
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Cette étude confirme la présence, dans le lait maternel, de nutriments (certains oligosaccharides fucosylés) bénéfiques à la santé de ces enfants nés prématurés, notamment pour leur neurodéveloppement.
Utilisation des OLM dans les Préparations Infantiles
L’industrie est désormais capable de produire une petite dizaine de HMO à grande échelle pour l’enrichissement des préparations pour nourrissons, mais, à ce jour, seuls trois HMO (2’FL, LNnt, et 6‘SL) ont reçu une autorisation de mise sur le marché (AMM) par l’Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA). Ces HMO de synthèse sont sûrs et adaptés aux nourrissons, soit en complément de l’allaitement maternel, soit en remplacement, lorsque l’allaitement maternel n’est pas possible.
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