Le lait est bien plus qu’un simple aliment pour bébé. Le lait maternel a évolué pour délivrer des milliers de molécules diverses, notamment des facteurs de croissance, des hormones et des anticorps, ainsi que des microbes.

Elizabeth Johnson, nutritionniste moléculaire à l'Université Cornell, étudie les effets de l'alimentation des nourrissons sur le microbiome intestinal. Ces études pourraient fournir des indices sur des questions difficiles en matière de santé publique, tant pour les enfants que pour les adultes. Dans cet épisode du podcast « The Joy of Why », le co-animateur Steven Strogatz interviewe Johnson sur les composants microbiens qui font du lait maternel l'un des biofluides les plus merveilleux trouvés dans la nature.

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Transcription

[Pièces à thème]

STEVEN STROGATZ : Le lait est une substance si intime et si familière qu’il peut sembler trop ordinaire pour renfermer des mystères. Pourtant, en réalité, le lait et l’acte d’allaiter sont des innovations biologiques extraordinaires que les chercheurs tentent encore de comprendre.

Il est bien connu que le lait maternel peut contribuer à assurer la santé des nourrissons allaités, mais ces bienfaits ne résultent pas simplement du contenu nutritionnel du lait. En plus d'être une source de nourriture, le lait offre également une protection contre les germes, stimule le développement du nourrisson et permet à la maman et au bébé d'avoir toutes sortes de conversations chimiques. Le lait maternel contient des milliers de molécules diverses, notamment des facteurs de croissance, des hormones, des anticorps et des microbes. Tous ces éléments travaillent de concert pour fournir aux bébés humains ce dont ils ont besoin pour grandir et se développer normalement. Mais comment, exactement ?

Je m'appelle Steve Strogatz et voici « The Joy of Why », un podcast de Quanta Magazine, où ma co-animatrice Janna Levin et moi explorons à tour de rôle certaines des plus grandes questions sans réponse en mathématiques et en sciences aujourd'hui.

Dans cet épisode, nous parlerons avec un biologiste moléculaire Elizabeth Johnson sur les mystères du lait et sur la façon dont nous avons évolué pour devenir si dépendants de cette substance toute-puissante et entièrement naturelle.

[Fin du thème]

Liz est professeur adjoint de nutrition moléculaire à l'Université Cornell dans la Division des sciences de la nutrition et boursière Freeman Hrabowski du Howard Hughes Medical Institute. Elle se spécialise dans les approches génomiques et métabolomiques pour étudier le effets de la nutrition sur le microbiome intestinal, avec un intérêt particulier pour la nutrition infantile et le microbiome intestinal du nourrisson. Liz, bienvenue dans « La joie du pourquoi ».

ÉLISABETH JOHNSON : Merci de m'avoir reçu, Steve.

STROGATZ : Avec plaisir. Je suis très heureux de vous voir. Je ne pense pas que ce soit tout à fait pertinent, mais je ne peux m'empêcher de dire que nous sommes presque voisins de palier. Il y a une maison entre nous. Liz est ma très bonne amie ainsi qu’une collègue estimée.

JOHNSON : Ouais, non, je pense que c'est un bon point à souligner.

STROGATZ : Très bien, maintenant que la divulgation est terminée, laissez-moi juste avouer que je ne connais rien au sujet du lait en tant que sujet scientifique. J'ai été choqué alors que je faisais une petite recherche pour cette émission sur le nombre d'énigmes restantes. Quand j'étais petit, quand je rentrais à la maison après l'école, je mangeais du lait et des biscuits ; peut-être que j'aurais du beurre de cacahuète et de la gelée. De ce point de vue, le lait n’est qu’un autre type d’aliment. Parlons-en d'abord comme de la nourriture. Quels sont les composants nutritionnels fondamentaux du lait ?

JOHNSON : Le contexte dans lequel vous en parlez était le même que celui dans lequel je pensais au lait. Non pas que c'était de la nourriture pour bébés, mais c'était juste de la nourriture, quelque chose qui avait plutôt bon goût.

À mesure que vous vieillissez et que vous réalisez à quel point les laits peuvent être spécialisés, en particulier lorsque vous avez un bébé qui a besoin de lait, et que vous commencez à penser au lait maternel, c'est à ce moment-là que vous réalisez qu'il y a plus dans le lait que ce à quoi je pensais vraiment quand je les prenais. des biscuits et du lait quand j'étais enfant.

En réalité, il est composé d'éléments nécessaires à l'alimentation des bébés pendant une courte période. Et c'est un trait très caractéristique de tous les mammifères, qui utilisent du lait pour nourrir leurs bébés. Et donc quand on réfléchit à ce qu’il y a réellement dedans, il y a des sucres, donc des glucides. Il y a des graisses. Il y a des protéines. Il y a des minéraux. Et dans le lait maternel, et dans beaucoup d'autres laits, il y a d'autres facteurs, comme des facteurs immunitaires et d'autres cellules, et des acides nucléiques et des choses comme ça, qui ne sont pas seulement destinés à la croissance, mais aussi à la croissance. l'évolution au cours de cette période de temps. Ainsi, lorsque vous prenez un verre de lait froid, il a été vraiment conçu pour faire bien plus qu’il ne le fait actuellement.

STROGATZ : Vous avez donc ouvert la porte à ce rôle plus important que le lait peut jouer, à savoir qu'il est bien plus qu'un aliment. C'est tout ce que vous avez lu dans votre manuel de biologie, n'est-ce pas ? Des enzymes, des hormones, des anticorps, des cellules souches, des microbes, des choses qui ne sont même pas exactement humaines ?

JOHNSON : Oui exactement. Et c'est une excellente source de nutrition. Vous pensez à quelque chose qui permettra la croissance et le développement les plus rapides d'un être humain en dehors de l'utérus, n'est-ce pas ?

Mais vous pensez qu’il y a aussi ici une très belle opportunité de communication, n’est-ce pas ? Une grande partie des informations disponibles peuvent être transférées par le biais de l'allaitement maternel. Et c'est une chose très importante que nous oublions lorsque nous y pensons comme à un simple produit de consommation ou simplement à quelque chose destiné à nos besoins énergétiques.

STROGATZ : Par informations ici, pouvez-vous nous donner un exemple de quel type d'informations ? Est-ce une communication bidirectionnelle ? Est-ce qu'ils se parlent chacun ?

JOHNSON : Oui, il existe des preuves que cela peut aller dans les deux sens. Il peut y avoir des informations sur la salive dans la salive de bébé. Vous pouvez imaginer s’il y avait un virus ou d’autres particules qui pourraient interagir avec la mammaire ou le sein. Et puis aussi, tout ce qui entre dans le lait par les canaux galactophores — donc la lactation est la production de lait puis l'éjection du lait — donc tout ce qui est éjecté là-dedans, il y a quelque chose que potentiellement le nourrisson va consommer, puis les cellules et les organes. du nourrisson peut alors traiter cela. Et une partie de cela, nous pouvons l’appeler information.

Il peut s’agir de petites molécules ou d’autres signaux chimiques très importants pour la croissance et le développement au cours de cette période. Nous essayons toujours de comprendre de quoi il s'agit parce que nous voulons comprendre : sont-ils nécessaires à la santé ? Que se passe-t-il lorsque vous ne voyez pas certains de ces signaux, et comment pouvons-nous envisager d'alimenter les bébés de la manière la plus optimale possible avec ce type d'informations ?

STROGATZ : Commençons par en explorer une partie. Par exemple, parlons simplement des variations d’une personne à l’autre. Il va de soi que les ingrédients ne seraient pas exactement les mêmes d’une personne à l’autre. Peut-être que la teneur en matières grasses changerait ou que les anticorps transférés seraient différents. Mais le lait varie-t-il encore plus d’une personne à l’autre ? Dites, au fil du temps, au cours de l'allaitement ?

JOHNSON : Oh, très certainement. L’exemple le plus célèbre est celui du colostrum. Il s’agit d’un « premier lait », qui est un lait dense et très riche en protéines. Cela ressemble à de l'or, c'est comme de l'or liquide et il se présente en très petites quantités. Et c'est, dans les premiers instants de la vie, la nutrition que reçoit bébé.

Mais ensuite, au cours des cinq à sept jours suivants, il y a cette maturation du lait, où vous passez de cette substance très dense en protéines à un type de lait aqueux et plus sucré qui pourrait être le lait qui va soutenir la croissance au cours des prochains mois. . Il y a donc ce processus biologique qui est caractéristique de la lactation.

Mais en ce qui concerne votre point, je ne pense pas que nous sachions même à quel point la quantité de lait peut varier d'un individu à l'autre au quotidien. Et c'est quelque chose que mon laboratoire essaie de faire. Par exemple, si vous regardez simplement le lait chaque jour de lactation, est-ce très similaire ou est-ce que cela change par rapport à de nombreux événements de la vie qui peuvent survenir au cours des six premiers mois de la vie ?

Il y a eu des études vraiment étonnantes qui montrent que l’alimentation a une influence. Ainsi, les éléments particuliers qui entrent dans le lait peuvent en dépendre. Et vous pouvez imaginer qu’il existe certaines spécificités régionales, qui permettraient aux laits de certaines populations de se ressembler davantage que ceux d’autres populations. Vous verrez toujours des variations, non seulement entre les individus, mais aussi des variations temporelles individuelles tout au long de la journée. Il y a aussi l'heure du repas. Il y a donc un « premier lait » et un « lait postérieur ».

STROGATZ : Je ne connais pas ces termes. Le premier lait et le lait postérieur ?

JOHNSON : Oui, lorsqu'un bébé prend le sein, cette tétée peut durer de cinq à 30 minutes, voire plus. Et au cours de cette alimentation, la composition en macronutriments du lait peut changer. Le lait au début de la tétée aura une composition en macronutriments différente, et c'est le premier lait, que le lait postérieur, qui arrive à la fin de la tétée. Je l'appelle toujours « le biofluide le plus intéressant de la nature » parce qu'il y a tellement de complications dans la façon dont nous le comprenons. Mais si nous les traitons correctement, nous apprenons en réalité beaucoup d’informations.

STROGATZ : Oh c'est génial. Je ne vois pas quel autre biofluide pourrait rivaliser avec lui. Le sang est compliqué, je suppose, mais le lait est peut-être le champion.

JOHNSON : Ouais. J'aime mettre un mot pour le lait. Ce qui est fascinant à propos du lait, en termes de compréhension de la santé humaine, c’est que tout ce dont vous avez besoin pour nourrir un bébé humain se trouve dans cette substance unique que nous pouvons quantifier. Et nous pouvons regarder sans avoir à deviner, les réponses sont là. Et nous avons ensuite l’opportunité de décoder certaines de ces réponses à mesure que nous maîtrisons mieux l’analyse du lait et comprenons les bonnes questions à poser.

Mais c'est très différent de la façon dont vous et moi nous nourrissons, où nous prenons nos propres décisions, et nous pouvons prendre de bonnes et de mauvaises décisions et celles-ci peuvent avoir des conséquences bonnes ou mauvaises sur notre santé. Mais quand nous pensons à la petite enfance et au lait maternel, le bien est là et il nous suffit de comprendre pourquoi.

STROGATZ : Donc, plus tôt, vous avez parlé du régime alimentaire du soignant. Et en fait, pendant que j'y suis, je dis ici « soignante » pour inclure les mères, mais gardons également à l'esprit d'autres personnes – les nourrices, les donneuses de lait maternel, les personnes trans, toute personne susceptible de fournir du lait.

JOHNSON : Je dis généralement des soignants ou un parent allaitant. Quand on regarde les unités familiales, il se passe beaucoup de choses. Il est donc très important d'être très inclusif dans tout ce qui se passe pendant cette période où nous pensons à l'alimentation des bébés et à toutes les nombreuses personnes qui nourrissent les bébés.

STROGATZ : Sur cette question d’alimentation, comment l’alimentation des soignants affecte-t-elle la composition du lait qu’ils produisent ?

JOHNSON : Je pense que nous essayons toujours de comprendre exactement comment cela fonctionne. Vous pouvez donc considérer cela à une échelle macro. Dans mon laboratoire, nous nous concentrons sur la fraction grasse du lait. Dans le lait maternel, c'est une fraction du lait fascinante à étudier car elle est en réalité responsable de toutes les calories. Il est également responsable de nombreuses petites molécules et de signaux chimiques non quantifiés et extrêmement importants.

Ainsi, lorsque nous pensons aux différents types de graisses présentes dans le lait, elles peuvent provenir de nombreux endroits différents. Ils peuvent soit être synthétisés dans le sein. Ils peuvent provenir de la circulation. Mais ceux qui proviennent de la circulation peuvent être directement liés à ce que la mère ou le parent allaitant consomme réellement, car cela peut modifier le profil des structures des graisses présentes dans le lait.

Peut-être que l'un des plus célèbres serait, disons, si vous mangez beaucoup de poissons gras, d'acides gras polyinsaturés, d'acides gras oméga-3, et des choses comme ça. Vous pouvez avoir différents profils de ceux présents dans le lait en fonction de la consommation de ces nutriments dans l’alimentation.

Nous apprenons donc – et certaines personnes font un travail extrêmement formidable – que nous voulons un « nous savons ce que vous avez mangé » définitif. Nous savons que cela est passé dans le lait et nous savons que c'est cette chose qui sera exposée au bébé. Et je pense que lorsque nous disposons des outils nécessaires pour continuer à faire cela de mieux en mieux, nous pouvons mieux comprendre comment ce que nous mangeons affecte la façon dont nous synthétisons le lait.

STROGATZ : Intéressant. Ouais, je n'avais pas vraiment pensé à quel point il s'agissait d'un effort de production du corps entier. Il ne s'agit pas seulement de la glande mammaire. Vous avez parlé de circulation, mais bien sûr de régime. D’autres choses que nous devrions garder à l’esprit ?

JOHNSON : De nombreux facteurs entrent en jeu dans la lactation et la rendent difficile ou facile, comme la santé du parent. Ce qui se passe en période d'infection ou d'autres maladies ou troubles peut également affecter ce qui entre dans la composition du lait.

Et aussi avoir une meilleure idée non seulement des nutriments, mais que se passe-t-il si vous prenez un Tylenol ou si vous faites certaines autres choses ? Il y a beaucoup de choses que nous essayons encore de comprendre, mais je pense que ce qui est formidable, c'est que nous avons certains modèles sur la façon de poser ces questions et que maintenant il suffit de les poser.

STROGATZ : Vous avez donc mentionné qu'une grande partie de votre travail dans votre laboratoire concerne la teneur en matières grasses. Et notamment, il y a une molécule ou une classe de molécules dont je n'avais jamais entendu parler jusqu'à ce que j'essaye de me préparer à vous en parler. Est-ce que je vais le dire correctement ? « Des sphingolipides ?

JOHNSON : Oui, vous l'avez bien dit. J'allais dire, tu vas le dire, n'est-ce pas ? Oui!

[STROGATZ rit]

JOHNSON : Si le but est que davantage de gens connaissent les sphingolipides, ce serait formidable. Son nom est plutôt inquiétant, mais il s’agit en fait d’une classe de lipides impliqués dans de nombreux processus du corps. Ils font partie de la membrane cellulaire. Ils peuvent agir comme des molécules structurelles, mais également comme des molécules de signalisation. Mais ce qui est cool avec les sphingolipides, c'est qu'ils se trouvent dans la fraction grasse du lait. Ils sont produits par certains microbes bénéfiques, et il existe également de nombreuses voies de signalisation chez nous, humains, qui peuvent réellement accepter ces signaux. Ainsi, lorsque nous réfléchissons à la manière dont les interactions entre l’alimentation, le microbiome et l’hôte soutiennent la santé, il s’agit peut-être en fait d’un des métabolites ou des signaux chimiques qui peuvent nous donner certains de ces indices.

STROGATZ : Le mot lui-même est un peu rebutant et intimidant. Sphingolipides. Pourquoi les appellerais-tu ainsi ?

JOHNSON : Oui, je pense que tout cela vient de la difficulté à étudier ces lipides à l’origine. Ils ont la réputation d'être très insaisissables et énigmatiques comme le Sphinx. Et c’est donc resté, même s’il est désormais beaucoup plus simple de mesurer certains de ces lipides.

Et à mesure que de plus en plus de personnes accèdent à la capacité de mesurer les sphingolipides, ils découvrent à quel point ils sont réellement connectés à tant de facettes de notre biologie. Et ils sont très importants sur le plan mécanique dans de nombreux processus que nous essayons de comprendre. Une fois que vous avez appris le mot et les sphingolipides, vous ne pouvez plus les sortir de votre vie. Vous allez les voir partout où vous allez, alors vous devez me faire savoir si c'est vrai.

STROGATZ : Il semble avoir un rôle tellement multiforme et polyvalent. Vous avez dit que vous pouviez l’utiliser comme éléments de base, comme des composants structurels. Il peut être utilisé pour communiquer des informations. Il peut être utilisé pour construire, vous l’avez mentionné, des membranes cellulaires ?

JOHNSON : Les membranes cellulaires, partie très importante de la cellule. Et je pense qu'on peut aussi dire que certaines structures des sphingolipides peuvent être utilisées comme signaux chimiques entre les cellules, et même entre les microbes et les cellules du corps. C'est donc à cela que nous avons vraiment essayé de réfléchir : comment savoir où va quelque chose dans l'alimentation ?

Mon laboratoire a vraiment essayé de réfléchir à la manière de savoir quels nutriments interagissent avec le microbiome, afin de savoir quels sont les microbes importants qui sont affectés par l'alimentation, puis quels sont ceux qui sont affectés par l'alimentation. les conséquences de ces interactions? Nous avons donc ces microbes qui peuvent absorber et transformer ces nutriments. Que fabriquent-ils et comment cela affecte-t-il notre santé ? Et je pense que c'est vraiment important dans le contexte du nourrisson, car une grande partie du lait est constituée de molécules qui interagissent avec le microbiome intestinal du nourrisson.

Vous estimez que près de 10 % de la masse sèche du lait maternel est destinée à la communication avec le microbiome intestinal. Et nous essayons de déterminer s'il y a d'autres molécules qui font cela ? Et quelles sont les conséquences lorsque certains de ces signaux chimiques ne se produisent pas ? Ils doivent remplir une sorte de fonction bénéfique, pourriez-vous postuler.

STROGATZ : Nous reviendrons immédiatement après ce message.

[Pause pour l'insertion de l'annonce.]

STROGATZ : Bienvenue à nouveau dans « La joie du pourquoi ».

Donc, si je vous comprends bien, la vision la plus naïve était celle du lait comme aliment. Nous constatons maintenant que le lait n’est pas seulement un aliment destiné à renforcer les dents et les os, etc. Ce que vous me dites, c'est que ces sphingolipides ne sont qu'un exemple des types de molécules froides présentes dans le lait. Ils pourraient être un moyen pour la maman pour parler à ces bactéries qui composent le microbiome.

JOHNSON : Peut-être, oui, c'est ce que nous essayons de comprendre. Et pas seulement les sphingolipides. Nous avons également examiné le nutriment préféré ou le moins apprécié de certaines personnes, le cholestérol. Des choses qui, lorsque nous consommons ces lipides, interagissent-elles avec le microbiome ? Et comment cela fait-il partie de la façon dont notre santé est déterminée par ce que nous mangeons ?

Nous en sommes donc vraiment au stade où nous essayons de déterminer qui est important et pourquoi ils sont importants dans ce type de système. Alors, quelles bactéries sont importantes pour avoir des effets sur notre santé et pourquoi ? Quels sont les mécanismes ?

Alors, si je peux te montrer quelque chose ?

STROGATZ : Oh, tu veux me montrer quelque chose ?

JOHNSON : Puis-je te montrer quelque chose, Steve ? Parce que je pense que ce que nous avons essayé de faire, c'est de faire en sorte que vous puissiez réellement voir cela se produire.

JOHNSON : Ce que nous regardons ici est donc une image du microbiome. Et le microbiome est un ensemble de microbes, et dans ce cas, il s’agit de bactéries. Donc de très petites choses. Et cette photo a été prise par un microscope que nous avons au laboratoire.

Et ce que vous pouvez voir, c’est qu’il y a des microbes bleus et d’autres rouges. Et ceux qui sont rouges sont ceux pour lesquels nous avons pu introduire une étiquette pour un nutriment. Dans ce cas, c'est le cholestérol. Et ce cholestérol a été consommé. Et puis nous pouvons suivre cette étiquette. Et l'étiquette devient rouge. Ainsi, tout microbe rouge que vous voyez a absorbé du cholestérol. Et quiconque est bleu ne s'intéresse pas au cholestérol à ce moment-là.

STROGATZ : Vous parlez d'une sorte d'étiquette dans le sens d'un marquage radioactif ?

JOHNSON : Le même concept, mais c'est de la fluorescence. Le rouge est donc une fluorescence rouge. Et c’est donc important pour nous car cela nous permet d’identifier les microbes qui interagissent avec ce que vous mangez par rapport à ceux qui n’interagissent pas avec ce que vous mangez.

STROGATZ : Très cool. Permettez-moi simplement de souligner ceci, car une grande partie de la biologie consiste à voir des choses difficiles à voir, mais cela a été d'une aide considérable en neurobiologie, et maintenant apparemment en nutrition, que quelque chose qui était invisible, vous - avec ces astuces d'étiquetage - puissiez maintenant, suivez et voyez ce qui se passe.

JOHNSON : Oui, c'est pour cela qu'ils décernent le prix Nobel pour ces choses-là, parce que cela aide les gens comme moi à poser les questions que nous voulons poser. Cela semble très simple, mais cela nous donne une petite idée que nous allons dans la bonne direction. Et puis nous pouvons poser beaucoup de questions qui ne dépendent peut-être pas du signal fluorescent mais qui nous permettent d'aborder certaines des voies chimiques qui y sont impliquées. Et puis nous disposons de machines qui nous permettent de les séparer physiquement et d’identifier tous les microbes rouges.

Vous pensez peut-être que c'est trivial, mais cela nous aide en fait à jeter les bases de certaines des questions dont nous parlons. Ces nutriments sont-ils importants pour le microbiome ? S’ils sont consommés et transformés, au moins ils ont un certain effet.

STROGATZ : D'accord, tout ce qui concerne le microbiome, ce n'est peut-être pas si nouveau pour vous. Mais pour beaucoup d’entre nous, dans le public, nous n’avons pas vraiment pensé au microbiome avant, je ne sais pas, depuis une ou deux décennies ou quelque chose du genre.

JOHNSON : Ce qui est cool dans l’étude du microbiome et dans son enseignement ici à Cornell, c’est que lorsque vous entrez dans une classe, les gens vous croient. Ils disent : « le microbiome est important ». Vous n'êtes pas obligé de vendre ça. "Ma santé intestinale est ma santé entière." Lorsque je demande aux élèves de la classe : « Combien d’entre vous ont pris un probiotique ? ou "Combien en avez-vous mangé, combien d'entre vous ont mangé un prébiotique ?", toutes les mains se lèvent.

Et donc on a le sentiment que c’est très important, mais qu’est-ce qui est spécifiquement important ? Qu’est-ce que nous mangeons qui produit réellement ces effets ? Et donc ça nous permet de savoir… Tu sais, Steve, je ne sais pas, as-tu déjà pris un probiotique ?

STROGATZ : Je pense que j'ai. Je les connais surtout parce que je les donne souvent à mon chien, Murray.

JOHNSON : Oui. Quand Murray prend ces probiotiques et des choses comme ça, comment pouvons-nous décider lequel est celui qui est bénéfique ? Pour donner ces réponses, nous devons commencer par les bases, comme — je ne veux pas trop simplifier les choses, mais : quels sont les bons microbes et dans quels contextes agissent-ils en faveur de la santé ou non ? Et donc si nous voulons savoir si le probiotique que nous prenons fonctionnera pour nous, je pense que nous devons connaître certaines de ces interactions très spécifiques au niveau moléculaire et biochimique.

STROGATZ : Maintenant, est-ce que ça compte si je mange du yaourt ?

JOHNSON : Ça compte. Vous avez votre probiotique, prébiotique. En sciences de la nutrition, nous réfléchissons vraiment à la façon dont l'alimentation et le microbiome sont très bien liés, car parfois il peut y avoir des microbes, mais ils ont besoin de certains nutriments pour survivre dans l'intestin, et si vous ne leur fournissez pas cela, cela ne sert à rien. prendre ce probiotique potentiellement.

Et puis, il y a aussi des nutriments que vous prenez peut-être, et vous pensez peut-être qu'ils ont un effet bénéfique, mais si vous n'avez pas les microbes qui agissent réellement sur cette substance alimentaire, alors vous n'obtiendrez pas non plus cela. effet sur la santé. Un cas célèbre serait celui des fibres alimentaires.

Nous nous demandons donc souvent « qui et qu’ont-ils fait ? » Et cela nous donne en réalité de nombreuses informations sur ce qui pourrait être important pour promouvoir la santé lorsque nous pensons aux interactions du microbiome alimentaire.

STROGATZ : Donc, en parlant de fibres, permettez-moi de passer légèrement à une autre étude issue de votre laboratoire et qui concerne le diagnostic des maladies infantiles en fonction de leurs selles.rit], si je peux le dire ainsi.

JOHNSON : Tu as eu raison, Steve. Vous êtes parent. Vous avez regardé quelques couches au fil des années. Et est-ce qu'ils avaient tous la même apparence ? Non ils n'étaient pas.

Et lorsque nous parlons de nourrir les bébés et de prendre soin des bébés, l’un des problèmes majeurs est qu’ils ne vous disent pas toujours ce dont ils ont besoin d’une manière que vous pouvez comprendre. Mais ces couches contiennent une multitude d’informations qui sont essentiellement des microbes et des métabolites. Et si nous pouvons comprendre ce qui se passe ici, nous aurons peut-être des indices sur la façon dont la santé du bébé évolue en temps réel. Alors peut-être que les thérapies pourront être plus réactives, si nous avons plus d’informations sur ce qu’est une couche saine par rapport à ce qu’est une couche moins saine.

Nous avons peut-être tous cherché sur Google : « Est-ce que le vert est d'accord ? Que se passe t-il ici?" C’est en fait l’une des recherches parentales les plus populaires. Et nous pensons que nous pouvons y mettre un peu plus de rigueur parce que nous disposons des outils nécessaires pour déterminer si cela est acceptable ou non ? Ce qui est bien, c'est que vous n'êtes jamais à court d'échantillons. Ainsi, notre groupe et de nombreux autres groupes à travers le monde ont vraiment pu commencer à poser ces questions : « Comment comprenons-nous la santé des nourrissons ? grâce au développement du microbiome au cours des premiers mois de la vie.

STROGATZ : Quel genre d'étude feriez-vous exactement ? Alors, vous récupérez des excréments et que feriez-vous pour les analyser ?

JOHNSON : Nous pouvons isoler le microbe, puis utiliser le séquençage de l’ADN pour comprendre quelle est la classification de ce microbe. Et puis nous pouvons également examiner toutes les petites molécules ou produits chimiques qui s’y trouvent également. C'est peut-être une combinaison de choses qui ont été digérées, de choses qui n'ont pas été digérées, des cellules intestinales. Nous pouvons également mesurer cela et essayer d’interpréter ce que cela peut signifier dans le contexte du nourrisson.

L’un des exemples les plus célèbres est que, dans certaines maladies du foie chez les nourrissons, ils cessent de produire de la bile. Et donc, si vous pouvez mesurer la bile et qu'elle est là, alors tant mieux, et si vous mesurez la bile et qu'elle n'est pas là, cela en est une indication. De plus, les selles prennent une couleur complètement différente lorsqu’il n’y a pas de bile. Mais au quotidien, il nous manque probablement beaucoup d’informations, simplement parce que nous n’avons pas encore réussi à les décoder.

STROGATZ : D'accord. Il semble donc que nous pourrions consacrer de nombreuses émissions au microbiome lui-même. Mais je voulais revenir au lait, car il y a tellement de choses passionnantes à discuter avec vous ici. Quelle est la durée typique pour se nourrir de cette façon ? Quand est-il temps de passer à d’autres types de nutriments ?

JOHNSON : C'est une bonne question, car je pense qu'il est bon de l'orienter. Ainsi, les recommandations de l'Organisation mondiale de la santé et du CDC seraient une alimentation exclusive au lait maternel pendant six mois. Et puis l'introduction d'aliments complémentaires. Différentes personnes ont différentes manières de procéder. Mais toujours le lait comme principale source de calories pour le nourrisson pendant un certain temps, puis l'introduction du lait de vache potentiellement à l'âge d'un an. Et puis aussi l'encouragement de toute alimentation au lait maternel, si cela fonctionne pour vous. Il n’y a donc pas vraiment de moment où vous devez nécessairement arrêter cela.

Mais je pense que vous êtes sur le point de me poser la question à mille milliards de dollars : quelles sont les conséquences à long terme sur la santé de l’exposition au lait maternel par rapport à l’exposition aux préparations pour nourrissons ? En donnant du lait à mon bébé aujourd’hui, est-ce que j’évite l’asthme allergique dans cinq ans ? Ou existe-t-il des processus de développement qui dépendent vraiment du temps, qui sont très importants et qui peuvent conduire à une santé tout au long de la vie ? Et pourrions-nous réellement déterminer de quoi il s’agit afin qu’ils soient présents dans chaque forme d’alimentation infantile ? Je pense beaucoup à cela, à ce qui est important.

Même en tant que parents, vous pensez : « Bon sang, si je les ai laissés tomber sur la tête hier, était-ce important ? Ou n’était-ce pas le cas ? » Ou « Non, ils ont léché ça par terre ! Était-ce important ? Quelles sont les choses dont je dois vraiment m'inquiéter pour savoir si je crée le bon environnement pour les préparer à réussir à l'avenir ?

Et la réponse est probablement que les bébés sont très robustes, donc nous nous inquiétons peut-être plus que nous ne le devrions.

STROGATZ : Et est-il trop tôt pour répondre à l’une de ces questions sur les effets à long terme ? Le sujet est-il trop jeune ou avons-nous déjà des indices ?

JOHNSON : Je pense qu'il y a des indices. Je veux dire qu'il existe des études épidémiologiques qui établissent des corrélations entre le mode d'alimentation et les résultats ou même la composition du microbiome en fonction du mode d'alimentation et des résultats. Mais je pense que c'est trop tôt car ces études sont extrêmement difficiles à réaliser. Ce qui est vraiment difficile dans certaines études, c'est qu'il est très difficile de nourrir les bébés.

Ce n'est généralement pas la différence entre le lait maternel et le lait maternisé, ou ceci contre cela. Il y a différents moments, par exemple, vous pouvez être allé jusqu'à trois mois, ou vous pouvez être allé jusqu'à six mois, ou il peut y avoir une alimentation exclusive pendant un mois.

Il y a tellement de variations que nous devons capturer si nous voulons vraiment répondre correctement à ces questions. Et puis nous devons être capables de suivre les cohortes très intensément pendant une longue période pour commencer à répondre à certaines de ces questions. Cela demande beaucoup de ressources.

STROGATZ : Alors, dans un contexte plus large que le seul lait maternel, et si nous parlions d’autres types de lait de mammifères ? Par exemple, beaucoup d’entre nous boivent du lait de vache tout le temps, et en quoi est-ce différent ? Le lait de certains autres animaux fait-il des tâches que le lait humain ne fait pas, et vice versa ?

JOHNSON : Oui, je pense qu'il y a des similitudes, mais il y a beaucoup de différences. Si vous pensez à la fonction du lait, c'est de faire grandir un bébé d'une espèce particulière, et les vaches et les bébés sont de tailles différentes, et ils ont des trajectoires de croissance différentes. Vous pouvez donc imaginer que cela se reflète dans le lait.

Ainsi, quand vous pensez au lait de vache, plus riche en protéines, par rapport au lait maternel, très riche en glucides. Il existe toutes sortes de stratégies différentes pour le transfert des nutriments dans différentes espèces de lait animal. Mais le lait de vache contient de nombreux éléments qui constituent les éléments constitutifs du lait maternel. Ainsi, lorsque nous envisageons d’utiliser le lait de vache comme alternative, cela peut avoir beaucoup de sens.

STROGATZ : Nous buvons donc généralement du lait pasteurisé. Il y a des gens qui ne le font pas, n'est-ce pas ? Je suppose que la différence est que s'il est pasteurisé, vous avez tué la totalité ou la plupart des microbes qui accompagnent le trajet. Il se peut que vous ayez encore certains nutriments.

JOHNSON : Et il y a le lait pasteurisé de donneuses. Il y a donc toute une réflexion sur la façon dont nous pensons au lait de donneuse et sur les facteurs vivants présents dans le lait de donneuse ainsi que sur les éléments qui peuvent être dénaturés par la chaleur. Les molécules peuvent changer de conformation selon différents types de méthodes de pasteurisation. Il y a beaucoup de gens vraiment intelligents qui réfléchissent aux conséquences de cela.

STROGATZ : Un autre problème qui, j'en suis sûr, préoccupe beaucoup de nos auditeurs concerne l'intolérance au lactose. J'ai lu quelque part que la capacité des humains adultes à décomposer le lactose, qui est bien sûr le principal sucre du lait animal, est une caractéristique relativement moderne. C'est seulement il y a environ 6,000 XNUMX ans que nous avons commencé à être capables de le faire. Historiquement, seuls les nourrissons possédaient l’enzyme lactase qui leur permettait de digérer le lait maternel.

Donc, je suppose que ma question est la suivante : si les adultes d’il y a 10,000 XNUMX ans ne pouvaient pas du tout boire de lait, mais que maintenant la plupart d’entre nous le peuvent, à quelques exceptions près, avons-nous une idée de ce qui a provoqué ce changement ? Pensons-nous qu'il existe une mutation génétique qui a été favorable et a commencé à se propager ?

JOHNSON : Ouais. Je crois comprendre que la lactase est sous promoteur néonatal. Il s’agit donc d’un gène qui sera exprimé pendant la petite enfance, puis qui s’éteindra. Mais alors vous pouvez avoir une mutation qui ne coupe pas cela. Et cela peut permettre à la lactase de s’exprimer à l’âge adulte. Certaines personnes ont fait un très bon travail sur la propagation de cette capacité particulière, en retraçant la génétique de cette mutation particulière. Certains de vos microbes peuvent également métaboliser le lactose. Pour en revenir au microbiome intestinal, comment cela est-il impliqué dans la persistance de la lactase et autres.

STROGATZ : Intéressant. Vous en avez déjà un peu parlé, mais vous avez évoqué la différence entre le lait et le lait maternisé. De nombreux parents ou tuteurs y penseront certainement. Vos recherches nous donnent-elles un aperçu de cette conversation importante ?

JOHNSON : Ouais, je pense que si tu viens dans mon laboratoire, Steve, nous avons analysé tous les types de formules sur lesquelles nous pouvons mettre la main. Nous parlons des préparations pour nourrissons comme d’une seule et même chose, mais il existe de nombreuses formulations différentes. Ainsi, dans notre laboratoire, nous quantifions le lait que nous consommons ainsi que toutes les formules que les soignants peuvent utiliser.

Et vous pouvez voir très clairement les différences dans les profils nutritionnels entre les différents types de lait maternisé et également entre le lait maternisé et le lait maternel, et essayer vraiment de comprendre s'il existe un ensemble essentiel de nutriments auxquels le microbiome doit être exposé. Tout ce que vous nourrissez un bébé, nous le mesurerons en laboratoire.

Pourquoi il est si difficile de parler du sujet, c'est que tout le monde évalue. Comme j’ai donné cette conférence lors de la réunion Pew et ensuite les gens se demandent : « Quelle formule ? Qu'est-ce que j'ai fait?" « J'ai appelé ma femme et je lui ai dit que nous faisions tout mal ! » Et je ne veux pas que ce soit le message. Je veux que le message soit davantage que les gens font les choses correctement. Et nous voulions juste plus d'informations.

STROGATZ : Je sais qu'il y a ici des enjeux importants pour la médecine, pour la population, la santé publique, toutes sortes de choses. Mais juste en termes de plaisir d’être scientifique, qu’est-ce qui vous donne de la joie dans vos recherches ?

JOHNSON : Oh, wow, tellement de choses. Arriver à poser les questions qui nous semblent intéressantes. Et puis aussi travailler avec l’équipe de scientifiques avec laquelle je travaille. A voir la créativité et aussi la résilience car ces questions sont difficiles.

[Pièces à thème]

La photo que je voulais vous montrer, le jour où nous avons eu cette photo, debout et regardant l'écran de l'ordinateur et je me suis dit : « C'est ça ? Est-ce que c’est ce que nous pensons ? Ce genre d’enthousiasme est vraiment à l’origine d’une grande partie du travail acharné qui est consacré à ce que nous faisons.

STROGATZ : C'est super. Merci beaucoup. Nous avons donc parlé avec la biologiste moléculaire de Cornell, Liz Johnson. Merci encore, Liz, pour cette conversation perspicace sur le lait et le microbiome.

JOHNSON : Merci beaucoup, Steve, de m'avoir invité.

[Pièces à thème]

STROGATZ : Merci pour l'écoute. Vous pouvez trouver plus de contenu – y compris la photo de Liz du marquage par fluorescence dans le microbiome – sur Quanta Magazine dot org [quantamagazine.org].

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« La joie du pourquoi » est un podcast de Quanta Magazine, une publication éditorialement indépendante soutenue par le Fondation Simons. Les décisions de financement de la Fondation Simons n'ont aucune influence sur le choix des sujets, des invités ou autres décisions éditoriales dans ce podcast ou dans Quanta Magazine.

« The Joy of Why » est produit par PRX Productions; l'équipe de production est composée de Caitlin Faulds, Livia Brock, Genevieve Sponsler et Merritt Jacob. Le producteur exécutif de PRX Productions est Jocelyn Gonzales. Morgan Church et Edwin Ochoa ont fourni une aide supplémentaire.

Du Quanta Magazine, John Rennie et Thomas Lin ont fourni des conseils éditoriaux, avec le soutien de Matt Carlstrom, Samuel Velasco, Nona Griffin, Arleen Santana et Madison Goldberg.

Notre thème musical provient d'APM Music. Julian Lin a trouvé le nom du podcast. La pochette de l'épisode est de Peter Greenwood et notre logo est de Jaki King et Kristina Armitage. Un merci spécial à la Columbia Journalism School et à Bert Odom-Reed des Cornell Broadcast Studios.

Je suis votre hôte, Steve Strogatz. Si vous avez des questions ou des commentaires à nous faire, veuillez nous envoyer un courriel à [email protected].