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CONGRES ANNUEL du GFHGNP : DIJON 2018
Les premiers « HMO » dans une préparation infantile
Dr Steenhout Philippe
Lausanne
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CONGRES ANNUEL du GFHGNP : DIJON 2018
Liens d’intérêt
D’octobre 1993 à janvier 2017 – employé Nestec SA
Depuis mai 2008 médecin agréé bénévole à 10% au Service de pédiatrie du Centre Hospitalier
Universitaire Vaudois (CHUV)
Depuis février 2017 – contrat de mission Randstad (temps partiel 10%) pour Nestlé Health
Science (NHS)
Depuis avril 2017 – directeur médical (temps partiel 20%) de Gnubiotics Sciences SARL
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L’intérêt des oligosaccharides similaires à ceux du lait maternel (HMO)
en pratique clinique
H
M
O
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D’une source végétale (FOS) aux OS du lait maternel (HMOs)
Monosaccharide key:
With the courtesy of Norbert Sprenger - Nestlé Research Center
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Oligosaccharides de première génération
Effet bifidogène – augmente le taux de bifidobactéries
Légère augmentation des lactobacilles
Effet sur la consistance des selles qui seront plus molles
Possibles effets positifs sur le développement de l’immunité notamment
sur le taux d’infection et du risque allergique
Arslanoglu, S., G. E. Moro, et al. (2007).
"Early supplementation of prebiotic oligosaccharides protects formula-fed infants against infections during the first 6 months of life.”
J Nutr 137(11): 2420-2424
Van Hoffen, E., B. Ruiter, et al. (2009).
"A specific mixture of short-chain galacto-oligosaccharides and long-chain fructo-oligosaccharides induces a beneficial immunoglobulin profile in infants at high risk for allergy.”
Allergy: European Journal of Allergy and Clinical Immunology 64(3): 484-487
Moro G, Minoli I, Mosca M, Fanaro S, Jelinek J, Stahl B et al.
Dosage-related bifidogenic effects of galacto- and fructooligosaccharides in formula-fed term infants.
J Pediatr Gastroenterol Nutr 2002; 34(3):291-295.
Fructo & Galacto - oligosaccharides non humains
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Pourquoi ajouter des HMOs aux formules infantiles?
HMO
• Favorise principalement la
croissance des bactéries
bénéfiques
1,2,3
• Bloquent les pathogènes grâce à
leur structure spécifique
1,2,3
• Meilleure modulation de
l’immunité systémique et gastro-
intestinale
6
FOS – GOS
• Moins sélectifs vis-à-vis des
bactéries bénéfiques
4
• Moins efficaces pour limiter les
bactéries potentiellement
pathogènes
5
1. Jantscher-Krenn et al. Minerva Pediatr 2012 ; 2. Sela et al. Trends in Microbiology 2010; 3. Smilovitz et al. Annu Rev Nutr 2014
; 4. Hoeflinger J. Agric. Food Chem. 2015 ; 5. EFSA journal 2010;8:1430; 6. Comstock S. J Nutr 2017; 147: 1041-7
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CONGRES ANNUEL du GFHGNP : DIJON 2018
• Sont-ils absorbés?
• Certains HMOs sont absorbés intacts
(1 à 2%) et excrétés dans l’urine des
enfants allaités.
• La concentration dans le plasma et
l’urine est corrélée avec l’apport
nutritionnel (lait maternel ou
formules)et même si cet apport est
bas, il a été démontré in vitro que
cela pouvait donner des effets
biologiques.
• 98% non absorbés, agissent dans la
lumière intestinale.
HMOs - Comment et où agissent-ils ?
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CONGRES ANNUEL du GFHGNP : DIJON 2018
Principales actions des HMOs
• Prébiotique: développement du
microbiote.
• Protection contre les infections via des
propriétés antiadhésives et
antimicrobiennes.
• Modulation de l’immunité: effets sur
l’allergie et les maladies inflammatoires.
• Effet sur la composition corporelle via le
microbiote.
• Possibles effets sur le développement
du système nerveux.
Donovan, SM. Human Milk Oligosaccharides an the Infant Gut Microbiome. The Nest n°40 June 2016
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Incidence des diarrhées. Morrow and Newburg, 2004
Microbiote (HMOs)
Maria Lorna de Leoz et al, 2014 - Lewis et al, 2015 - Mei Wang et al, 2015 - Takahiro Matsuki et al,
2016
Composition corporelle(HMOs) Alderete et al, 2015
Mortalité(Fucosylated HMOs) Kuhn et al. 2015
Eczéma atopique (FUT2-HMOs) Sprenger et al, 2016
Croissance (FUT2-HMOs) Sprenger et al, 2017
HMOs: observations cliniques
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Oligosaccharides présents dans le lait maternel.
Donovan SM, Comstock SS. Human milk oligosaccharides influence neonatal mucosal and systemic immunity.
Annals of Nutrition and Metabolism 2017; 69(2): 42-51.
2’FL est le
plus
abondant
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2’FL = 150 études répertoriées dans Pubmed
Infections
respiratoires
11,12
Allergies
13,14
Colonisation
microbiote
1,2,3,4,5
Infections gastro-intestinales
6,7,8,9,10
Composition corporelle
20
Système nerveux entérique,
Cognition
15,16,17,18,19
…
HMO
1.Yu et al. Glycobiology 2013. 2. Li et al. J Nutr 2012. 3. Macrobal et al. Cell Host Microbe 2011. 4. Hoeflinger et al. Agric Food Chem 2015, 5. Lewis et al. Microb 2015, 6. Weichert et al. Nutr Res 2013. 7.
Yu et al. J Nutr. 2016. 8. He et al. Gut 2016, 9. Morrow et al. J Pediatrics 2004. 10. Newburg et al. Glycobiology 2004. 11. Duska-McEwen et al. FNS 2014. 12. Idänpään-Heikkilä et al. JID 1997., 13.
Castillo-Courtade et al. Allergy 2015. 14. Sprenger et al. EJN 2016, 15 Bienenstock et al. PLoS One 2013; 16 Matthies et al. Brain Res 1996; 17 Vázquez et al. J Nutri Biochem 2015; 18 Tarr et al. Brain
Behav Immun 2015; 19 Jacobi et al. J Nutr 2016, 20. Alderete et al. (2015) AJCN
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2’ FL dans une préparation infantile
Sécurité et efficacité
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Position de l’EFSA.
Safety of 2'-O-fucosyllactose as a novel food ingredient
pursuant to Regulation (EC) No 258/97
PUBLISHED: 20 July 2015
EFSA Journal 2015;13(7):4184
The Panel concludes that 2’-FL :
is safe for infants (up to one year of age) when added to infant and follow-on formulae, in
combination with LNnT, at concentrations up to 1.2 g/L of 2’-FL and up to 0.6 g/L of LNnT, at
a ratio of 2:1 in the reconstituted formulae
is safe for young children (older than one year of age) when added to follow-on and young-
child formulae, at concentrations up to 1.2 g/L of 2’-FL (alone or in combination with LNnT,
at concentrations up to 0.6 g/L, at a ratio of 2:1)
is safe when added to other foods at the uses and use levels proposed by the applicant.
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Etudes Cliniques avec 2’FL.
n=338
n=131
n=213
Croissance similaire à celle
des nourrissons allaités
Tolérance gastro-intestinale
(selles, régurgitations,
vomissements …)
Kajzer 2016
Puccio 2017
Marriage 2015
Goehring 2016
Marriage et al. Infants Fed a Lower Calorie Formula With 2’FL Show Growth and 2’FL Uptake Like Breast-Fed Infants, JPGN 2015 ;
Goehring KC, Marriage et al. Similar to Those Who Are Breastfed, Infants Fed a Formula Containing 2'-Fucosyllactose Have Lower Inflammatory Cytokines in a Randomized Controlled Trial. J Nutr 2016; 146(12): 2559-66
Puccio et al. Effects of Infant Formula with Human Milk Oligosaccharides on Growth and Morbidity: A Randomized Multicenter Trial, JPGN 2017 ; Steenhout et al. FASEB 2016 ; Berger et al. Abstracts WCPGHAN 2016
Kajzer et al. Gastrointestinal tolerance of formula supplemented with oligosaccharides The FASEB Journal 2016, Abstract
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Etude 2’FL + GOS – Marriage 2015 - Goehring 2016
Objectif
Etude
Effets d
’une formule infantile
enrichie en
2’FL sur les
biomarqueurs de l
’immunité
•
Nourrissons :
-
en bonne santé, nés à terme
-
5 jours à 4 mois
-
exclusivement nourris avec des préparations
pour nourrissons ou exclusivement allaités à
l’inclusion et pendant l’étude
•
Groupes :
-
2’FL à 0,2 g/L (EF1) + GOS (n=48)
-
2’FL à 1 g/L (EF2) + GOS (n=54)
-
GOS uniquement (n=48)
-
Allaités (n=51)
•
Prélèvements sanguins à 6 semaines : pour
mesurer les marqueurs de l’immunité dont les
cytokines
Étude clinique interventionnelle contrôlée randomisée, double aveugle, multicentrique
This study was funded by Abbott Nutrition, Abbott Laboratories, Columbus, OH.
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Absorption 2’FL – Marriage 2015
Marriage, B.J., et al., Infants Fed a Lower Calorie Formula With 2'FL Show Growth and 2'FL Uptake Like Breast-Fed Infants.
J Pediatr Gastroenterol Nutr, 2015. 61(6): p. 649-58.
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Réponses immunitaires avec 2’FL – Goehring 2015
GOS
Allaités
2’FL 0,2g/L
2’FL 1g/L
Résultats :
les nourrissons avec une formule infantile enrichie en 2’FL ont un profil en cytokines
pro-inflammatoires similaire à celui des enfants allaités et significativement (p<0,05)
différent de celui des nourrissons avec formule contrôle (GOS uniquement).
Goehring KC, Marriage et al. Similar to Those Who Are Breastfed, Infants Fed a Formula Containing 2'-Fucosyllactose Have Lower Inflammatory Cytokines in a Randomized Controlled Trial.
J Nutr 2016; 146(12): 2559-66
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Etude 2’FL + scFOS – Kajzer 2016
Kajzer et al. Gastrointestinal tolerance of formula supplemented
with oligosaccharides
The FASEB Journal 2016, 30.1 Abstract 671.4
Objectif
Etude
Effets d
’une formule infantile
enrichie en
2’FL – scFOS sur la
consistance des selles
•
Nourrissons :
-
en bonne santé, nés à terme
-
0 – 8 jours de vie
-
exclusivement nourris avec des préparations
pour nourrissons ou allaitement maternel
pendant 35 jours.
•
Groupes :
-
Control (EF1) (n=41)
-
2’FL à 0.2 g/L (EF2) + scFOS à 2g/L (n=42)
-
Allaités (n=43)
•
Questinnaires : consistance des selles entre
visite 1 et 3. Bristol modifié.
Étude clinique interventionnelle contrôlée randomisée, double aveugle, multicentrique
This study was funded by Abbott Nutrition, Abbott Laboratories, Columbus, OH.
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Consistance moyenne des selles – Kajzer 2016
EF1 – sans OS
n = 41
EF2 – 0.2 g/L 2’FL + 2 g/L scFOS
n= 42
Lait Maternel
n = 43
MRSC
2.37 ± 0.10 2.15 ± 0.10 2.06 ± 0.08
Nb Selles / J
+ + ++
Vol Cons.
= = =
MRSC = Score de consistance moyenne des selles basé sur l’échelle de Bristol modifiée
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Etude 2’FL + LNnT – Puccio 2017 - Berger 2016
Objectifs
Population de l
’étude
Alimentation lactée jusqu
’à l’âge de 6
mois
•
Croissance
•
Analyse du microbiote
•
Morbidité
•
Tolérance digestive
-
en bonne santé
-
nés à terme
-
2500 à 4500 g
-
≤ 14 jours à l’inclusion
-
exclusivement nourris avec des
préparations pour nourrissons à
l’inclusion ou exclusivement
allaités (groupe de référence à 3
mois)
•
Formule contrôle (CF)* (n=87)
•
Formule expérimentale (EF) (n=88)
= CF* + 1g/L 2’FL + 0,5g/L LNnT
•
Groupe allaité (BF) (n=38)
*67 kcal/100 ml ; 1,2 g/100 mL de prot. ; PS/Cas= 70/30,
correspond à Formule Nestle Optipro
Étude clinique interventionnelle prospective, contrôlée randomisée, multicentrique
(Italie et Belgique)
Puccio G, Alliet P, Cajozzo C, Janssens E, Corsello G, Sprenger N, Wernimont S, Egli
D, Gosoniu L and Steenhout P Effects of Infant Formula With Human Milk
Oligosaccharides on Growth and Morbidity: A Randomized Multicenter Trial.
J Pediatr Gastroenterol Nutr. 2017;64(4):624-31.
The study was funded by Nestec S.A.
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Conception de l’étude
V3 @ 3 mo
Prélèvement de
selles
V6 @ 12 mo
Prélèvement de
selles
V1
1 mo
V2
2 mo
V3
3 mo
V4
4 mo
V5
6 mo
V6
12 mo
V0
≤14 j
CONTROL formula sans HMOs
TEST formula avec HMOs
Préparation de suite sans HMOs
Préparation de suite sans HMOs
Fin du traitement
Fin de l’étude
Alimentation exclusive Aliments de complément
Groupe de reference – Lait maternel
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Croissance: gain de poids
Evolution du poids moyen pour les filles et garçons
Male
Weight (Kg)
Age (Months)
0
4
6
8
10
1 2 3 4 6 12 0 1 2 3 4 6 12
Female
EFCF
Différence en gain de poids due au traitement
de l’enrôlement à 4 mois d’âge
Feeding
groups
LS mean
(SE)
Difference between groups
1
Estimate [(95% CI), p-value]
Per-protocol
CF (n=
75) 30.15 (0.58)
-0.30
(-1.94, 1.34)
0.715
EF (n=
71) 29.84 (0.60)
Intention-to-treat
CF (n=
87) 29.52 (0.54)
-0.13
(-1.63, 1.37)
0.864
EF (n=
88) 29.39 (0.54)
• Le gain de poids n’était pas inférieur entre l'EF groupe vs. CF groupe
2
• Le gain de poids n’était pas différent entre l'EF groupe vs. CF groupe
1
From an ANCOVA model with treatment, sex, and center as fixed effects and baseline weight as a
covariate.
2
Non-inferiority of EF vs. CF group on weight gain from enrollment to 4 months of age accepted if
the lower bound of the two-sided 95% CI on the model-based treatment difference is above the
non-inferiority margin of =-3 g/day.
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Microbiote Intestinal
Objectifs en relation avec le microbiote:
Comparer le profile du microbiote des selles et la signature métabolique de
ces 3 groups:
Préparation contrôle
Préparation test avec HMO
Les enfants sous lait maternel
Hypothèse: le profile du microbiote des selles et la signature métabolique du
groupe expérimental serait plus proche du groupe allaité.
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éme
CONGRES ANNUEL du GFHGNP : DIJON 2018
Profil du microbiote des selles
- 16S rRNA sequencing (16S)
Détermine le relative abondance bactérienne et la diversité au niveau du genre bactérien
- Luminex xTAG Gastrointestinal Pathogen Panel (GPP)1
Amplification PCR marqueur de gènes bien connus.
Détecte la présence de pathogènes spécifiques du tractus intestinal
- Metagenomic Sequencing (MS)
Séquençage de tous les gènes de tous les organismes (bactérien, champignons, viral)
Méthodes utilisées pour l’analyse des selles
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éme
CONGRES ANNUEL du GFHGNP : DIJON 2018
Diversité du Microbiote Fécal à 3 mois
Diversité bêta : analyse de diversité intergroupes
Analyse de
redondance
Genre
Diversité alpha : analyse de la diversité intragroupe
Diversité phylogénétique
Indice hiérarchisé total
La préparation avec HMO influence la composition globale du microbiote intestinal et le
rapproche de celui des nourrissons allaités.
Berger et al. Oral presentation at EB Meeting 2016;
Steenhout et al. Abstract at Exp Biol Conference/FASEB J ; 30.1 2016
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éme
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Abondance Bactérienne Spécifique
La composition relative (% de l’ensemble des séquences) du microbiote fécal différente selon
l’alimentation reçue à 3 mois.
Bifidobactéries
potentiellement bénéfiques
Escherichia
potentiellement pathogènes
Peptostreptococcaceae uncl.
potentiellement pathogènes
La préparation avec HMO a augmenté le pourcentage de bifidobactéries bénéfiques et a réduit celui
de bactéries potentiellement pathogènes entraînant un microbiote fécal plus proche de celui des
nourrissons allaités.
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éme
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Types communautaires de microbiote à 3 mois.
Quel que soit l’alimentation,
3 Types Communautaires
Fécaux principaux identifiés
Medium
bifidobact.
dominantes +
autresv
Haut
bifidobact.
dominantes
Bas
bifidobact.
dominantes
Enterobacteriaceae
Lachnospiraceae
FCT B : est majoritaire chez les enfants allaités. Pas de différence significative avec les
enfants recevant la formule HMO mais différence avec le groupe contrôle sans HMO.
FCT C : est majoritaire dans le groupe contrôle sans HMO. Significativement différent du
groupe avec HMO et des enfants allaités.
FCT A : pas d’impact de l’alimentation
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éme
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Charge en pathogènes spécifiques.
Nombre d’enfants avec la présence d’au moins 1 pathogène dans les selles à l’âge de 3 mois.
Control Test
Pathogens
n
%
n
%
Odds ratio(95% CI) of Test
vs. Control
1
p-value
1
Viral
17/54
31.5%
14/50
28%
0.846
(0.364 – 1.967)
0.83
Adenovirus 40/41
Norovirus GI/GII
Rotavirus A
0/54
15/54
2/54
4/50
10/50
1/50
Bacterial
14/54
26%
7/50
14%
0.465
(0.170 – 1.270)
0.149
C. difficile toxin A/B
Campylobacter
E. coli O157
ETEC LT/ST
STEC stx1/stx2
Vibrio cholerae
Yersinia enterocolitica
12/54
1/54
1/54
0/54
0/54
0/54
0/54
7/50
0/50
0/50
0/50
0/50
0/50
0/50
• Des pathogènes furent détectables chez peu d’enfants vu que nous avions une population en bonne santé.
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Signature métabolique des selles.
Acides Organiques
Lactate Propionate Butyrate
*
*
0.04
0.03
0.02
0.01
0.00
Control TestBF
*
*
*
0.10
0.05
0.00
Control TestBF
0.20
0.15
0.10
0.05
0.00
*
Control TestBF
Concentration relative de certains métabolites dérivé de l’analyse spectroscopique H NMR.
*Indique une différence significative - Wilcoxon rank sum test (p<0.05)
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Bénéfices potentiels de la modulation du microbiote?
Rapport par les parents des “Adverse Events” (AE) identifiés a priori et des prescriptions médicamenteuses
1.Données de tous les enfants alimentés par préparations..
Analyzed using Fisher’s exact tests and reported as odds ratios with 95% CIs and p values;
*p<0.05, **p<0.01.
LRTI: lower respiratory tract infection; AE: adverse event.
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éme
CONGRES ANNUEL du GFHGNP : DIJON 2018
L’arrivée de formules infantiles contenant des oligosaccharides complexes
du lait maternel est une avancée majeure dans leur développement.
Les HMOs apportent des propriétés que n’ont pas les prébiotiques de 1
ère
génération (FOS / GOS):
Influence modulatrice sur le développement du microbiote
Réduction des germes potentiellement pathogènes
Influence sur le développement immunitaire ( diminution des cytokines pro-
inflammatoires)
Action positive sur le métabolisme via le microbiote
Les HMOs et oligosaccharides complexes auront également dans le futur
un rôle très important dans le support nutritionnel clinique.
Conclusions.
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éme
CONGRES ANNUEL du GFHGNP : DIJON 2018
Collègues de Nestlé
Team du Centre de Recherche Nestlé (N Sprenger, B Berger), Nestlé Nutrition,
PTC Konolfingen, Nestlé Institute of Health Science.
Les docteurs G. Puccio et Ph. Alliet et leurs équipes pour leur
contribution majeure dans l’étude clinique qu’ils ont réalisée.
Dr A Nydegger - Chef de l’unité de gastroentérologie & nutrition
pédiatrique - CHUV
Remerciements
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éme
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Merci pour votre attention
