Tradizionalmente si pensava che il latte umano (HML) fosse sterile. Tuttavia, la presenza di batteri nell’LH non è mai stata completamente esclusa. I primi studi effettuati tra
La fine del XIX secolo e l’inizio del XX secolo1,3 si concentrarono sulla natura potenzialmente dannosa del contenuto batteriologico dell’LH, senza considerarlo, come è oggi, una risorsa preziosa. Ciononostante, alla fine degli anni ’60, la presenza di batteri nell’LH era considerata una conseguenza di bassi livelli di igiene personale e ambientale.4
Successivamente, nel 2003, l’interesse per la microbiologia dell’LH riemerse con una nuova prospettiva. Sulla base del rilevamento di presunti batteri lattici endogeni nell’LH di otto madri sane, è stato suggerito che l’LH potrebbe essere considerato un alimento simbiotico, che ospita batteri sicuri con un potenziale ruolo nella prevenzione delle malattie infettive neonatali.5
Nel tempo, lo sviluppo di tecniche coltura-indipendenti (es. reazione a catena della polimerasi quantitativa e sequenziamento di nuova generazione - SPG), in aggiunta alle già consolidate tecniche coltura-dipendenti, ha permesso la caratterizzazione della composizione, diversità e variabilità della microflora dell’LH in maggiore dettaglio, anche se con alcune limitazioni.6
Oggi, l’LH è considerato “il prototipo dell’alimento probiotico di Madre Natura”.7 La crescente ricerca su questo argomento ha portato a una comprensione più profonda della questione, scoprendo che l’LH è un universo vivente popolato da batteri, virus, funghi e lieviti che cooperano per la salute presente e futura del bambino. Questa complessa comunità microbica associata all’ospite costituisce il microbioma LH (MLH).
Lo scopo di questa revisione è quello di fornire una panoramica di ciò che è attualmente noto sull’origine, la composizione, i determinanti e il ruolo della MLH, suggerendo infine possibili direzioni future per i ricercatori che vogliono far avanzare l’esplorazione di questo campo.
| Origine del MLH |
Il seeding MLH è un processo complesso e dinamico, ad oggi ancora non del tutto compreso. Sono state suggerite fonti multiple, non mutuamente esclusive, di MLH (Tabella 1). È ancora in discussione se la ghiandola mammaria ospita un microbioma residente (cioè, modello di interfaccia mucosale) o è semplicemente uno spettatore soggetto a un afflusso costante di microbi da fonti esogene (cioè, modello ad afflusso costante).
Quest’ultimo modello è supportato dall’attuale mancanza di prove di adesione batterica all’epitelio mammario al di fuori di un contesto di mastite e di riproduzione batterica all’interno del tessuto mammario. Invece, il modello dell’interfaccia mucosa è supportato dall’evidenza di un microbioma mammario pre-allattamento.8 Tuttavia, il fatto che il microbioma della ghiandola mammaria non in allattamento differisce da quello della MLH non ci consente di escludere il modello ad afflusso costante. 9
| Composizione |
Sebbene storicamente la conoscenza della MLH fosse limitata alle specie batteriche15, prove recenti hanno evidenziato che la MLH contiene un’ampia varietà di microrganismi , inclusi virus, funghi e lieviti e nuovi generi (Tabella 2).
> Batteriomi
L’implementazione di nuove tecniche SPG, come la metatassonomica (sequenziamento del gene 16SrRNA) e la metagenomica (sequenziamento shotgun), ha consentito il rilevamento di diverse nuove specie batteriche, tra cui molti anaerobi, per un totale di oltre 1300 specie diverse.12,16,17,22 –27
Tuttavia, quando si cerca di determinare cosa costituisce il batterioma LH, è necessario considerare la variabilità interindividuale e la posizione geografica dello studio, nonché i metodi utilizzati per la raccolta, la conservazione e l’analisi. Pertanto, la definizione, e l’esistenza stessa, di un batterioma “nucleo” dell’HL rimane oggetto di dibattito.28
Attraverso l’analisi genomica, diversi studi hanno rilevato un’ampia varietà di microrganismi legati al suolo e all’acqua, come Bradyrhizobium , Pseudomonas e Stenotrophomonas.8,12,16,22,26,29 Tuttavia, questi risultati devono essere interpretati in modo critico, poiché tali microrganismi potrebbero anche essere contenuti in reagenti, soluzioni e kit di biologia molecolare, e le loro relative quantità potrebbero essere amplificate dalle tecniche del DNA, contribuendo così a interpretazioni errate.22,30–32 Inoltre, è fondamentale distinguere tra microrganismi vivi e morti. Pertanto, è necessario selezionare tecniche appropriate per limitare potenziali distorsioni.33
>Viroma
La maggior parte (95%)18 del viroma dell’LH è costituito da batteriofagi, con virus eucariotici e altre particelle virali che costituiscono una proporzione minore.
Il viroma HL ha caratteristiche distintive che lo differenziano dagli altri viroma (ad esempio, viroma da feci adulte, urina, saliva e liquido cerebrospinale).34,35 Al contrario, è stato identificato un numero significativo di virus condivisi tra LH e feci di neonati provenienti da coppie madre-bambino, sostenendo la loro eredità verticale attraverso l’allattamento.34,36
È interessante notare che è stato osservato34 che il viroma delle feci infantili è più simile all’LH che a quello delle feci adulte.
> Micobioma e altri ‑omi
I funghi sono una componente importante del microbioma umano.37
Tuttavia, la sua presenza nell’LH è una scoperta relativamente recente.20 Pur tenendo conto della variabilità geografica, è stata ipotizzata l’esistenza di un micobioma centrale, suggerendo che la sua trasmissione attraverso l’LH è una caratteristica preservata.
Altri microrganismi, fino a poco tempo fa ignorati, contribuiscono alla MLH. In particolare, la ricerca attuale si è concentrata sugli archaea. La presenza di DNA arcaico è stata dimostrata in 8/10 campioni di HL analizzati, nessuno appartenente a donne con mastite, suggerendo una funzione protettiva.17 Al contrario, altri autori non hanno identificato DNA arcaico nei campioni di HL analizzati. .38
| Determinanti della MLH |
Il complesso ecosistema dell’LH sembra prendere forma nel tempo a causa di molti fattori: materni, neonatali, ambientali e legati all’LH stesso. La natura estremamente dinamica della composizione MLH può spiegare i dati spesso contraddittori riportati in letteratura. Inoltre, va notato che molti fattori coinvolti nella determinazione della MLH sono strettamente intrecciati.
> Determinanti materni
Alcuni autori26,39–41 hanno dimostrato che, rispetto alle donne sottoposte a taglio cesareo, i campioni di LH provenienti da donne con parto vaginale mostravano una maggiore diversità e ricchezza batterica, con livelli più elevati di Bifidobacterium e Lactobacillus spp . Tuttavia, altri studi non hanno confermato tali risultati.42,43 È stata ipotizzata anche una potenziale influenza della modalità di acquisizione del viroma dell’LH e del micobioma.44,45
È stata segnalata una diminuzione nell’abbondanza di Lactobacillus , Bifidobacterium , Staphylococcus ed Eubacterium spp . nei campioni di HL provenienti da madri che hanno ricevuto antibiotici perinatali.8,46,47 Anche la chemioterapia materna durante l’allattamento è stata associata a una riduzione della diversità batterica dell’HL.48
La dieta materna influenza la composizione della MLH (presumibilmente più durante la gravidanza che durante l’allattamento49-51).
È stato dimostrato che regimi dietetici contenenti alimenti ricchi di fibre e grassi49 nonché l’assunzione di vitamine (vitamina C e vitamine del complesso B)51 alterano la composizione della MLH. Inoltre, sia l’indice di massa corporea (BMI) pre-gravidanza che l’aumento di peso gestazionale si riflettono nell’abbondanza differenziale di ceppi batterici (principalmente Streptococcus , Staphylococcus e Bifidobacterium ) nell’HL.40,52–54
Rispetto alle donne sane, le madri celiache presentano livelli più bassi di Bacteroides spp . e Bifidobacterium spp . nel loro latte.55 Allo stesso modo, la mastite determina cambiamenti nella carica batterica e nella diversità microbica della MLH, che scompaiono una volta scomparsi i sintomi clinici.56-58
Lo stress psicosociale postnatale materno (definito come sintomi di ansia, stress o depressione durante il periodo postpartum) è stato correlato a una minore diversità batterica dell’LH a 3 mesi dopo il parto, con una progressiva diminuzione dell’abbondanza relativa di stafilococchi e un parallelo aumento di alcuni stafilococchi. generi minoritari ( Lactobacillus , Acinetobacter e Flavobacterium ) in madri con basso stress psicosociale.59
> Determinanti neonatali
Conteggi inferiori di Enterococcus spp. e conteggi più elevati di Bifidobacterium spp . sono stati rilevati in campioni di LH di madri che hanno partorito a termine rispetto a madri pretermine.39 Al contrario, altri autori42 non hanno rilevato alcuna differenza nei profili microbici in base alla durata della gestazione, postulando un meccanismo di test dei fallimenti che consente la la madre sia "pronta" a trasmettere la sua impronta batterica indipendentemente dall’età gestazionale alla nascita, come parte di una pressione evolutiva diretta al bene del bambino. Recentemente sono state dimostrate variazioni nella composizione del viroma e del micobioma HL in base all’età gestazionale e al peso alla nascita.44,45
L’effetto del sesso del neonato sulla composizione di MLH60 è stato ipotizzato sulla base del rilevamento di più streptococchi e meno stafilococchi nel HL delle madri di maschi in allattamento rispetto alle madri di femmine. Tuttavia, tali differenze non sono state confermate da altri studi.42,61
> Determinanti ambientali
L’analisi dei campioni di LH raccolti da popolazioni selezionate in Europa, Africa e Asia ha suggerito che la composizione di MLH è correlata alla posizione geografica dello studio.62 Inoltre, è stata documentata un’elevata variabilità nei metaboliti dell’LH tra i siti di studio e un’associazione tra variazioni nel metaboloma dell’LH e caratteristiche specifiche dell’MLH.63 Tuttavia, una nuova analisi di campioni di LH provenienti da Etiopia, Gambia, Ghana, Kenya, Stati Uniti, Perù, Spagna e Svezia, ha dimostrato che, sebbene le comunità batteriche dell’LH variassero geograficamente, essi contenevano costantemente i generi principali Staphylococcus e Streptococcus.64 Questi risultati sono stati confermati da una recente revisione sistematica,65 che comprendeva dodici studi che utilizzavano metodi di coltura indipendenti. per identificare i batteri a livello di genere nell’LH di donne sane.
In particolare, è stato ipotizzato che almeno parte della variabilità geografica nella composizione MLH possa essere correlata a differenze nell’ambiente e nella procedura di raccolta, conservazione e analisi MLH.66 Per quanto riguarda i metodi di raccolta, è stato osservato61 che L’LH delle madri che usano tiralatte ha una carica microbica più elevata e una minore abbondanza di stafilococchi coltivabili rispetto ai campioni di LH raccolti manualmente. Al contrario, altri autori non hanno riscontrato differenze nella diversità ɑ tra i campioni raccolti mediante estrazione manuale o mediante pompaggio con un dispositivo sterile monouso.67
L’analisi della MLH di donne che vivono nella stessa regione ma con stili di vita diversi (tradizionali rispetto a occidentali) ha rivelato che i campioni di HL provenienti da "donne rurali" presentavano una maggiore diversità e una maggiore abbondanza di lignaggi batterici sottodominanti rispetto a quelli di "donne rurali". donne urbane.”68
Uno studio condotto nella Repubblica Centrafricana all’interno di una società su piccola scala ha suggerito che la stagionalità può influenzare l’abbondanza relativa di taxa specifici nella MLH, sebbene possa essere difficile determinare se la variazione nella composizione dipenda dalle differenze nell’esposizione ambientale stagionale e/o variazione stagionale nella dieta.69 Lo stesso studio69 ha esplorato la relazione tra la dimensione della rete di relazioni sociali madre-figlio e la composizione e la diversità del MLH, mostrando come l’LH delle madri con reti più ampie e dei bambini con più caregiver, avesse una maggiore uniformità microbica (ma non ricchezza microbica) rispetto all’LH delle madri i cui bambini avevano meno caregiver.
| Determinanti dell’LH |
Cabrera-Rubio et al. [26] sono stati i primi a descrivere i cambiamenti che il MLH subisce nel tempo, dal colostro al latte di transizione e maturo. Questi autori hanno riportato un’abbondanza progressivamente maggiore di tipici abitanti orali (ad esempio, Veillonella , Leptotrichia e Prevotella spp .) nell’LH transitorio e maturo, e conteggi più elevati di Bifidobacterium nelle fasi successive della lattazione. Altri autori39 hanno successivamente riportato una maggiore influenza della fase di lattazione sulla conta di Bifidobacterium ed Enterococcus spp ., che mostravano un progressivo aumento della loro concentrazione dal colostro all’LH maturo, così come Lactobacillus e Staphylococcus spp .
Sono stati descritti diversi modelli nel corso del tempo. Analizzando i campioni di LH raccolti in 3 punti temporali nell’arco di un intervallo di 4 settimane, è stata identificata una serie di 9 "unità tassonomiche operative di base".16 Tuttavia, in alcuni campioni, le comunità batteriche di LH erano piuttosto costanti nel tempo. tempo, mentre, in altri, l’abbondanza relativa dei generi batterici è cambiata nel tempo.16
Alcuni autori60 hanno osservato una relativa stabilità della MLH nel tempo, con solo piccoli cambiamenti in alcuni generi minoritari, mentre altri43 non hanno osservato alcun effetto dello stadio di lattazione sulla composizione della MLH. Per quanto riguarda il viroma, è stato recentemente documentato44 che, sebbene i batteriofagi siano predominanti nei campioni di LH transitori e maturi, l’LH di transizione ha una maggiore abbondanza di Podoviridae e Myoviridae , mentre nell’LH maturo i Podoviridae diminuiscono e i Siphoviridae diventano la famiglia più abbondante.
Per il micobioma, uno studio recente45 ha analizzato campioni di LH provenienti da diversi stadi di lattazione e ha scoperto che, nei campioni di LH di transizione, Saccharomyces cerevisiae e Aspergillus glaucus erano le specie più abbondanti, mentre Penicillium rubens e Aspergillus glaucus predominavano nei campioni di LH maturo.
È stato ipotizzato che altri componenti dell’LH, come gli oligosaccaridi dell’LH (OLH, prebiotici), gli acidi grassi del latte, gli ormoni, le cellule immunitarie e gli anticorpi, potrebbero modulare la composizione dell’MLH.70,71 In particolare, l’OLH può promuovere la crescita di Stafilococco spp . nella ghiandola mammaria in allattamento.72
| Donatrice di latte umano |
Quando il latte materno non è disponibile o è insufficiente, la donazione di LH (DLH) è la seconda migliore alternativa.73-75 Tuttavia, la pastorizzazione , necessaria per garantire gli standard di sicurezza microbiologica, inevitabilmente inattiva molte delle proprietà nutrizionali e delle funzioni biologiche dell’LH,76 compreso il MLH. Infatti, la pastorizzazione elimina la maggior parte dei batteri presenti nel latte (ad eccezione delle specie Bacillus che formano spore).77–79
Tuttavia, la vitalità del MLH non è più considerata essenziale. È stato infatti ipotizzato che l’effetto probiotico dei microbi benefici dell’LH dipenda dalla capacità delle cellule ospiti di riconoscere specifici componenti o prodotti batterici, attivando così il sistema immunitario. Queste cellule microbiche “non vitali (il più delle volte inattivate dal calore)” (intatte o disgregate) o estratti cellulari grezzi (ad esempio acidi nucleici, componenti della parete cellulare) sono noti come para-probiotici o probiotici fantasma [80]. .
| Ruolo e vantaggi di MLH |
La MLH semina il tratto gastrointestinale del bambino con batteri pionieri, contribuendo così alla creazione del microbiota orale e intestinale del bambino.81,82 Tuttavia, non tutti i batteri presenti nella HL si trovano nell’intestino del bambino, ma piuttosto solo una selezione selezionata pochi sembrano colonizzare il neonato.42 Tuttavia, è stato ipotizzato che l’esposizione transitoria potrebbe essere efficace quanto la colonizzazione persistente.83,84 Inoltre, i batteri presenti nell’LH possono sovraregolare fattori protettivi come anticorpi, cellule immunitarie, lattoferrina e beta-defensine che verrebbero poi trasmessi al neonato attraverso l’allattamento al seno.42 Il viroma LH, soprattutto i batteriofagi, probabilmente contribuisce anche all’ecologia intestinale del bambino.18
L’esposizione microbica precoce è essenziale per fornire stimoli antigenici che promuovano la maturazione del sistema immunitario intestinale favorendo il passaggio dall’ambiente immunitario predominante delle cellule T helper (TH) 2 intrauterine a una risposta TH1/TH2 equilibrata e innescando la differenziazione delle cellule T regolatorie . 85
Attraverso modifiche del microbiota intestinale infantile e attraverso l’asse intestino-cervello, l’MLH può anche influenzare lo sviluppo di un fenotipo comportamentale più desiderabile nella prole, come proposto per altri bioattivi dell’LH.86 Infatti, nella prima infanzia, l’LH può promuovere la colonizzazione di un microbiota specifico che influenza la regolazione del biocomportamento della prole. Un microbiota intestinale infantile orientato al latte può produrre un fenotipo comportamentale meno dispendioso dal punto di vista energetico per allocare in modo più ottimale l’investimento energetico materno.86
È stata segnalata un’associazione tra l’allattamento al seno e la composizione del microbiota delle vie respiratorie superiori alla 6a settimana, con i neonati allattati al seno che mostravano una composizione microbica significativamente diversa rispetto a quelli allattati con latte artificiale.87 È interessante notare che tale associazione sembra scomparire alla 6a settimana. mesi di età (quando normalmente inizia lo svezzamento).87,88
Infine, è stato ipotizzato che la MLH possa apportare benefici anche alla madre, proteggendola da infezioni come la mastite.42
| Potenziale significato evolutivo di MLH |
L’allattamento al seno rappresenta una preziosa via di trasmissione dei microbi materni sia negli esseri umani che in altri animali (ad esempio, scimmie rhesus, mucche, pecore, capre).89-92 Poiché la trasmissione MLH sembra essere una caratteristica conservata tra specie diverse, un possibile scopo evolutivo può essere ipotizzato.
La trasmissione microbica materna fornisce alla prole microbi importanti nelle prime fasi della vita, anziché lasciare la loro acquisizione al caso durante le fasi successive dello sviluppo. Modellando il microbioma della prole, tali microbi possono determinare vantaggi evolutivi nel ricevente.11,93,94 Di conseguenza, in un contesto evolutivo più ampio, la trasmissione MLH potrebbe essere vista come almeno parzialmente in grado di modellare il microbioma dell’intero specie nel corso del tempo evolutivo, poiché i microbi che promuovono la forma fisica dell’ospite aumenteranno le loro possibilità di raggiungere la generazione successiva.
| Direzioni future |
Nonostante i progressi compiuti negli ultimi decenni, sono ancora molte le domande a cui rispondere. Tuttavia, la mancanza di “migliori pratiche” riconosciute a livello internazionale nell’analisi MLH (ad esempio, raccolta, conservazione ed elaborazione dell’LH, estrazione e sequenziamento del DNA) spesso limita il confronto tra gli studi. Pertanto, sono necessari progetti di studio standardizzati e rigorosi per promuovere l’accuratezza e la riproducibilità dei risultati.
Molti degli argomenti affrontati nella presente revisione rappresentano campi interessanti da esplorare. Innanzitutto, le fonti e le vie di semina della MLH devono essere ulteriormente esaminate, possibilmente attraverso studi sperimentali su modelli animali. Inoltre, le interazioni tra madre, bambino e ambiente dovrebbero essere studiate meglio, scoprendo così meccanismi nascosti di co-regolazione tra diversi microbiomi. Inoltre, tutti i membri della comunità microbica dell’LH devono essere equamente considerati. Finora i batteri sono stati i microrganismi più studiati.
Progressivamente l’attenzione si è spostata sui virus (anche se con una forte propensione verso i virus a DNA), sui funghi e sui lieviti. La prossima frontiera sarà quella di esplorare l’archeoma e approfondire la comprensione delle potenziali implicazioni sulla salute dei bambini dei componenti “minori” del MLH. Infine, il significato funzionale della MLH e il suo impatto sul microbioma del tratto gastrointestinale, sul sistema immunitario e successivamente sulla salute infantile trarrebbero beneficio da studi sperimentali appropriati, possibilmente longitudinali.
Dovrebbero essere considerate anche le implicazioni pratiche e traslazionali della ricerca MLH. Ad esempio, dovrebbero essere incoraggiati studi sulla ricostituzione della DLH attraverso l’inoculazione di quantità definite del latte materno del bambino con l’obiettivo di ripristinare la MLH viva, come descritto da Cacho et al.95 Allo stesso modo, il possibile ruolo della dieta materna integrazione con pre o postbiotici volti a modulare la MLH, nonché il momento più appropriato per tale integrazione (ad esempio, durante la gravidanza e/o durante l’allattamento).
| Conclusioni |
Sebbene tradizionalmente considerato sterile, è ora chiaro che l’LH ospita un’ampia varietà di microrganismi, che vanno dai batteri ai virus, funghi e lieviti e generi minori. La trasmissione di tali microrganismi al bambino può aiutare a determinare la sua salute presente e futura, modellando principalmente il microbioma del tratto gastrointestinale neonatale e il sistema immunitario. Le complessità dell’ecosistema LH giustificano ulteriori ricerche per approfondire la conoscenza sull’origine, i determinanti e le implicazioni per la salute infantile.
| Commento |
Tradizionalmente si pensava che il latte umano fosse sterile. Tuttavia, con il passare del tempo e lo sviluppo di nuove tecnologie, è stata raggiunta una caratterizzazione più dettagliata della composizione, della diversità e della variabilità della microflora dell’LH. Attualmente l’HL è considerato un universo vivente composto da una complessa comunità microbica di batteri, virus, funghi e lieviti che costituiscono il microbioma e cooperano per la salute presente e futura del bambino. La presente revisione fornisce una panoramica sull’origine, la composizione, i determinanti e il ruolo del microbioma del latte umano e suggerisce possibili direzioni per la ricerca futura in questo campo.
Tabella 1 Riepilogo delle principali fonti ipotetiche della MLH
| Fontana | Prove a sostegno | Meccanismo supposto |
| Cavità orale infantile | Batteri orali (ad esempio, Streptococcus salivarius, Streptococcus mitis, Rothia mucilaginosa e Gemella spp .) nell’LH10 | Flusso retrogrado del latte dalla cavità orale del neonato ai dotti mammari |
| Pelle materna | Commensali della pelle umana (p. es., S. epidermidis , Corynebacterium spp. e Malassezia ) in LH11 |
Colonizzazione della ghiandola mammaria da parte del microbiota cutaneo materno attraverso il capezzolo |
| Tratto gastrointestinale materno | Anaerobi gastrointestinali stretti (p. es., Bifidobacterium , Bacteroides , Clostridium 12) e Saccharomyces 13 nell’LH | Internalizzazione da parte delle cellule dendritiche durante la fine della gravidanza e l’allattamento di batteri vivi provenienti dal tratto gastrointestinale materno, che raggiungono poi la ghiandola mammaria attraverso la circolazione linfatica (via enteromammaria)14 |
| LH, latte umano; GI, gastrointestinale | ||
Tabella 2. Composizione del microbioma del latte umano.
| Microrganismi | Fardello | Costituenti principali |
| batteri | 106 cellule/ml13 | Sono sorti due diversi "nuclei":
|
| Virus | - | Fagi: Myoviridae, Siphoviridae e Podoviridae 18; Virus eucariotici: Herpesviridae, Poxviridae , Mimiviridae e Iridoviridae 18 |
| Funghi e lieviti | Da 2,5 a 3,5 × 105 cellule/ml19,20 | Malassezia, Davidiella, Sistotrema e Penicillium 20 |
| Altri | Protozoi: Toxoplasma gondii e Giardia intestinalis (presenti nella donna sana, senza segni clinici di infezione parassitaria)17; Archei: Methanobrevibacter smithii e Methanobrevibacter oralis 21 |
