Usos e benefícios dos oligossacarídeos do leite humano (HMOs)

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1 Usos e benefícios dos oligossacarídeos do leite humano (HMOs) Karina M. Tonon, PhD Doutora em Ciências Nutrição (UNIFESP) Mestre em Ciência dos Alimentos (UFSC)

2 Conflito de Interesse Consultora científica Nutrição Infantil (Nestlé)

3 3 Composição do leite humano maduro e suas classes de carboidratos Componentes sólidos Lipídios 40 g/l Proteínas 8 g/l 33% 8% Carboidrato 80 g/l 58% 87 % Lactose 70 g/l Meredith-Dennis et al. J Human Lactation 2017; Coppa et al. Pediatrics % Oligossacarídeos 5-15 g/l 1% Monossacarídeos 0,5 g/l

4 Oligossacarídeos do leite humano HMOs 4 Lactose 70 g/l Proteínas 8 g/l HMOs 5-15 g/l 3º maior componente sólido do LH Nãodigeríveis Lipídios 40 g/l Mais de 200 estruturas distintas Zivkovic et al. PNAS 2011

5 HMOs mais abundantes 6'-SL LNFH III Outros HMOs 2'-FL ~ 30% LNnT LNFP I LNFP II LNT Hong et al. Analytical Chem

6 Composição estrutural dos HMOs OH O HO HO OH OH Glicose (Glc) OH H 3 C Galactose (Gal) O N-acetil-glicosamina (GlcNAc) HO OH OH Fucose (Fuc) Ácido siálico (Neu5Ac) Bode, Adv Nutr 2012; 6

7 Classificação dos HMOs Neutros de cadeia básica Neutros fucosilados Ácidos ou sializados LNT 2 - FL 6 - SL LNnT LNDFH II DSLNT Castanys-Muñoz et al. Adv Nutr,

8 Proporções Neutros de cadeia básica 48,5% 13% Ácidos das classes de HMOs 42,5% 8 Fucosilados Vandenplas et al. Preprints, 2018

9 Benefícios dos HMOs 9

10 Funções biológicas dos HMOs Moduladores da microbiota intestinal Moduladores do sistema imunológico Moduladores do desenvolvimento neurológico Proteção contra enterocolite necrosante HMOs são componentes MULTIFUNCIONAIS do leite humano Bode et al. Adv Nutr,

11 Moduladores da microbiota intestinal Mecanismos principais: 1. Efeito prebiótico 2. Efeito antimicrobiano antiadesivo 3. Modulação da resposta celular do epitélio intestinal Bode et al. Adv Nutr,

12 Prebióticos 12

13 Efeito prebiótico Redução de HMOs nas fezes do lactente é proporcional ao aumento de Bacteroides e Bifidobacterium De Leoz et al. J Proteome, 2015 Davis et al. Molecular & Cellular Proteomics,

14 Antiadesivos 14

15 Antiadesivos HMOs interceptam a adesão de patógenos ao epitélio intestinal Atuam como isca Bode & Jantscher-Krenn. Adv Nutr,

16 HMOs α1-2 fucosilados e Campylobacter jejuni Uma das principais causas de diarreia bacteriana 2 -FL inibe a adesão e colonização por C. jejuni β 1-4 In vitro: inibição da adesão a células epiteliais Ex vivo: inibição da colonização em células do epitélio intestinal humano In vivo: inibição da colonização em camundongos lactentes α FL Ruiz-Palacios et al. J Biol Chem,

17 HMOs α1-2 fucosilados e incidência de diarreia 93 pares nutriz-lactente Newburg et al. Ann. Ver. Nutr., 2005

18 Efeitos antiadesivos Entamoeba histolytica HIV LNT ativo LNnT β 1-4 β 1-4 β 1-3 LNFP I inativo Lewis x β 1-4 α 1-3 LNFP II ativo Jantscher-Krenn et al. Br J Nutr, 2012; Bode et al. Faseb J, 2012; Hong et al. Br J Nutr, 2009; Naarding et al. J Clin Inves,

19 Estudo clínico observacional Quanto maior a concentração de HMOs no leite de mulheres infectadas por HIV menor o risco de transmissão do vírus através do aleitamento materno Bode et al. Am J Clin Nutr.,

20 Efeito antiadesivo HMOs Escherichia coli Vibrio cholerae Salmonella fyris Streptococcus pneumoniae Haemophilus influenzae Norovírus Rotavírus Candida albicans Andersson et al. J Infect Dis, 1996; Coppa et al. Pediatr Res, 2006; Bode Adv Nutr, 2012; Gonia et al. J Nutr, 2015; Koromyslova et al. Virology, 2017; Morozov et al. Mol Nutr Food Res,

21 Modulação da resposta celular do epitélio intestinal 21

22 Moduladores da resposta celular Sem HMOs Com HMOs OLHs modulam a expressão de receptores no epitélio intestinal, potencializando o efeito antiadesivo Bode & Jantscher-Krenn. Adv Nutr,

23 3 -SL reduz a expressão de sialiltransferases e diminui a presença de ácido siálico na superfície celular Receptores α2-3 sializados Receptores α2-6 sializados Redução da adesão de EPEC Células intestinais Caco-2 Células intestinais Caco-2 Células intestinais Caco-2 A adesão de EPEC é reduzida significativamente porque ela utiliza ácido siálico para se ligar à célula epitelial do intestino do hospedeiro Angeloni et al. Glycobiology,

24 Proteção contra enterocolite necrosante 24

25 HMOs isolados do leite humano aumentam a sobrevivência e reduzem a gravidade da doença Score da doença nos 4 grupos Modelo de NEC em ratos - sobrevivência p < 0,001 DSLNT Jantscher-Krenn et al. Gut,

26 DSLNT e NEC Autran et al. Gut, 2017 Estudo multicêntrico, com 200 nutrizes e lactentes muito baixo peso, predominantemente amamentados Baixa concentração de DSLNT mostrou prever o risco de NEC em lactentes prematuros 26 Disialil-lacto-N-tetraose DSLNT

27 Desenvolvimento cerebral 27

28 Ácido siálico: componente estrutural do cérebro 75 % do Neu5Ac do LH está nos HMOs HMOs sializados Ácido siálico (Neu5Ac) Aprendizagem, memorização Desempenho cognitivo Wang et al. Am J Clin Nutr 2003 Bode Glycobiology

29 Usos dos HMOs: estudos clínicos 29

30 Número de publicações Histórico do estudo dos HMOs Número de publicações sobre HMOs entre no Pubmed Primeiros HMOs identificados Efeito bifidogênico dos HMOs Pubmed, 2018 Ano 30

31 HMOs em fórmula infantil: efeito sobre a microbiota fecal Steenhout et al. FASEB J FL LNnT Multicêntrico, prospectivo, randomizado, duplo-cego, controlado n = 175 lactentes Avaliou o efeito de uma FI contendo 2- FL (1 g/l) e LNnT (0,5 g/l) sobre a microbiota intestinal e perfil metabólico fecal (n=88) Grupo controle, sem oligossacarídeos (n=87); Grupo AMreferência (n=38) 31

32 Steenhout et al. FASEB J 2016 Fórmula teste: 2 -FL LNnT 1 g/l 0,5 g/l Fórmula controle: sem oligossacarídeos FI com 2 -FL e LNnT promoveu o desenvolvimento de uma comunidade bacteriana semelhante à de lactentes em AM, rica em Bifidobacterium 32

33 HMOs em fórmula infantil: efeito na imunidade Goehring et al. J Nutr FL Prospectivo, duplo-cego, randomizado e controlado Avaliou o efeito de duas FIs com 2 -FL (0,2 e 1 g/l) sobre biomarcadores de função imunológica em lactentes saudáveis 33

34 Goehring et al. J Nutr 2016 CF: controle (apenas GOS) EF1: 0,2g/L 2 -FL EF2: 1,0 g/l 2 -FL Lactentes que usaram a FI com 2-FL tiveram concentrações 29 a 83% menores de IL-1ra; IL-1α; IL-1β; IL-6 e TNF-α do que grupo controle FI com 2-FL promove um perfil de citocinas inflamatórias similar a de lactentes amamentados 34

35 HMOs como suplemento: efeito na microbiota fecal Elison et al. Br J Nutr 2016 Estudo duplo-cego, randomizado, placebo controlado, n= 100 adultos (H e M) Suplementação com 2 -FL e/ou LNnT em diferentes doses, por 2 semanas HMOs: fornecidos em pó, para serem diluídos em água imediatamente antes do consumo no café da manhã. Placebo: glicose 35

36 2 -FL + LNnT (2:1) Elison et al. Br J Nutr 2016 Distribuição dos filos bacterianos nas fezes antes e após a intervenção ANTES APÓS Aumento significativo na proporção de Actinobacteria Redução significativa na proporção de Firmicutes 36

37 Elison et al. Br J Nutr 2016 Abundância de Bifidobacterium nas fezes antes e após a intervenção Aumento significativo na abundância de Bifidobacterium, sobretudo com a mistura de 2 -FL + LNnT a 20g/dia 37

38 Pontos-chave sobre HMOs Conjunto de moléculas estruturalmente diversas naturalmente presentes no leite humano Carboidratos não-digeríveis do leite humano HMOs são componentes MULTIFUNCIONAIS do leite humano Estudos clínicos têm demonstrado efeitos promissores do uso de HMOs na promoção da saúde de lactentes e adultos Potenciais usos como biomarcadores para identificar risco de doenças em lactentes (NEC) e como novos modelos terapêuticos 38

39 Quer saber mais sobre HMOs? Karina Merini Tonon Doutora em Nutrição UNIFESP Mestre em Ciência dos Alimentos UFSC