Des échantillons appariés de microbiome révèlent que les habitudes d’alimentation en lait et la transition vers des aliments solides coïncident avec des changements étonnamment précoces dans les fonctions microbiennes se développant dans l’intestin du nourrisson.
Étude : Maturation fonctionnelle du microbiome intestinal du nourrisson pendant la transition alimentaire au cours de la première année de vie. Crédit d’image : Natalia Deriabina /Shutterstock
Dans une étude récente publiée dans la revue Rapports scientifiquesles chercheurs ont utilisé des données de séquençage métagénomique à haute résolution pour évaluer comment les transitions alimentaires au cours de la première année de vie sont associées à des changements dans le microbiome intestinal du nourrisson.
L’échantillon de cohorte de l’étude comprenait 125 couples mère-enfant issus de l’étude de cohorte mère-enfant sur la nutrition et le développement de Cork (COMBINER) en Irlande, avec 125 paires d’échantillons de selles (250 échantillons au total) collectés avant et après l’introduction d’aliments solides dans l’alimentation des nourrissons participants.
Les résultats de l’étude ont révélé que les pratiques alimentaires étaient associées à des différences significatives dans le développement microbien et la composition du microbiome. Il a été observé que l’allaitement maternel présentait un « effet de stimulation » distinct, dans lequel la durée de la consommation de lait maternel (plutôt que l’âge exact du nourrisson auquel les aliments solides sont introduits) était associée aux modèles d’assemblage de la communauté microbienne.
Les chercheurs ont également découvert que la transition vers une alimentation complémentaire, y compris chez les nourrissons échantillonnés à l’âge de 4 mois, s’accompagnait d’un changement fonctionnel marqué dans les voies microbiennes, de la simple fermentation du sucre du lait vers la dégradation complexe des polysaccharides et les voies impliquées dans les acides gras à chaîne courte (SCFA)fermentation.
Sommaire
Arrière-plan
L’Organisation mondiale de la santé (OMS) recommande l’allaitement maternel exclusif pendant les 6 premiers mois de la vie, suivi d’aliments complémentaires nutritionnellement adéquats parallèlement à la poursuite de l’allaitement maternel.
Les études sur le microbiome intestinal du nourrisson ont systématiquement documenté la succession bactérienne suite à l’introduction d’aliments solides dans l’alimentation des nourrissons. Les changements fonctionnels associés à ces communautés microbiennes changeantes et à l’influence des différents types de lait restent mal caractérisés.
Les scientifiques restent également mal informés sur la manière dont les différents régimes lactés (par exemple, préparations pour nourrissons ou lait maternel) interagissent avec divers aliments solides pendant la phase de sevrage du développement du nourrisson.
À propos de l’étude
La présente étude visait à combler ces lacunes dans les connaissances en utilisant le séquençage métagénomique à haut débit pour élucider les adaptations microbiennes taxonomiques et fonctionnelles au cours des transitions alimentaires en début de vie. L’échantillon de l’étude a été obtenu à partir de la liste des participants à l’étude de cohorte mère-enfant de Cork Nutrition and Development (COMBINE) et comprenait 125 paires d’échantillons de selles (250 échantillons au total) collectés auprès de 125 nourrissons de la cohorte COMBINE avant et après le début de l’alimentation complémentaire.
Le premier échantillon de selles a été collecté pendant la phase d’alimentation lactée de chaque participant (âge moyen = 86,47 jours), tandis que le second a été collecté après le début de l’alimentation complémentaire (âge moyen = 222,35 jours). Le séquençage métagénomique Shotgun de ces 250 échantillons de selles a donné plus de 2,1 milliards de paires de lectures (moyenne = 8,4 millions de paires de lectures par échantillon).
L’ensemble de données résultant a été classé à chaque point d’échantillonnage en trois régimes laitiers : 1. exclusivement allaités au sein, 2. exclusivement nourris au lait maternisé et 3. nourris de manière mixte. Environ un tiers des mères ont modifié leurs pratiques alimentaires entre les deux points d’échantillonnage. Les analyses statistiques ultérieures ont principalement évalué les prédicteurs de la durée de l’allaitement et du moment des aliments solides, ainsi que les changements dans la diversité microbienne (y compris l’abondance des principales espèces) et les estimations de l’abondance différentielle dans les voies métaboliques fonctionnelles.
Résultats de l’étude
Des statistiques sommaires ont révélé que les nourrissons sont passés d’un régime exclusivement à base de lait à des aliments solides à un âge médian de 147 jours, les nourrissons nourris au lait maternisé ayant été initiés aux aliments solides environ 17 jours plus tôt que leurs homologues allaités. Ces résultats montrent que la pratique de l’alimentation au lait était associée au moment choisi pour l’alimentation complémentaire.
Le croisement des données sur la durée de l’allaitement avec les résultats du séquençage métagénomique a révélé que la durée de l’allaitement était significativement associée à la diversité et à la richesse des espèces, alors que l’âge à l’introduction des aliments solides ne l’était pas. Les tendances observées étaient cohérentes avec « l’effet de stimulation » proposé par les auteurs de l’allaitement sur l’assemblage de la communauté microbienne.
Les nourrissons nourris au lait maternisé présentaient une richesse initiale en espèces plus élevée que les nourrissons allaités au sein. Après l’introduction des aliments solides, les nourrissons nourris au lait maternisé ont montré un nombre beaucoup plus grand de voies fonctionnelles différentiellement abondantes, les données identifiant 162 voies métaboliques altérées chez les nourrissons nourris au lait maternisé, contre seulement 7 chez leurs homologues allaités au sein, soit environ 23 fois plus. L’ampleur des changements de parcours individuels était relativement faible.
Les analyses métaboliques fonctionnelles ont en outre révélé que l’introduction de solides s’accompagnait de changements dans l’abondance de gènes microbiens et de voies impliquées dans le métabolisme des glucides, passant d’une simple dégradation du sucre du lait à un métabolisme complexe de l’amidon et du mannane, avec une abondance plus élevée de voies impliquées dans le métabolisme et la fermentation du butyrate et de l’acétate dans l’ensemble de la cohorte.
Au niveau de la cohorte, l’abondance des voies impliquées dans la biosynthèse de la thiamine (vitamine B1), de la biotine (vitamine B7) et du folate (vitamine B9) a augmenté après le début de l’alimentation complémentaire. Les voies impliquées dans la biosynthèse de la vitamine K2 et de la vitamine B6 ont diminué.
Enfin, des analyses statistiques ont montré qu’après le début de l’alimentation complémentaire, la fréquence quotidienne des selles était significativement associée à la composition microbienne.
Conclusions
La présente étude a révélé que les changements fonctionnels associés à la succession microbienne étaient détectables dans des échantillons nourris de manière complémentaire provenant de nourrissons dès l’âge de quatre mois. Les résultats soutiennent la relation de rythme proposée par les auteurs pour l’allaitement maternel, dans la mesure où l’arrêt du lait maternel était plus étroitement associé aux changements dans la communauté microbienne qu’au moment de l’introduction des aliments solides lui-même.
L’âge d’échantillonnage et le statut alimentaire étant fortement corrélés, l’étude n’a pas pu dissocier complètement la maturation du microbiome liée à l’âge des changements associés à l’alimentation complémentaire. L’analyse métagénomique a également évalué le potentiel fonctionnel microbien en mesurant l’abondance des gènes et des voies plutôt que la production directe de SCFA, de vitamines ou d’autres métabolites. Les auteurs ont également noté qu’une partie importante du potentiel fonctionnel microbien ne pouvait pas être attribuée à l’aide des bases de données existantes.
Les auteurs ont déclaré que les résultats pourraient éclairer les stratégies de santé publique et les orientations fondées sur des preuves en matière d’alimentation des nourrissons. L’étude n’a pas testé les résultats cliniques ni établi qu’un modèle de microbiome associé à l’alimentation est plus sain qu’un autre.
