Avoir du lait? La plupart des gens ont vu les célèbres publicités mettant en vedette des célébrités qui soulignent l'importance de boire du lait pour la construction d'os solides. La recherche montre que le lait a d'autres avantages, surtout pour les bébés, comme les aider à grandir et à renforcer leur système immunitaire. Mais les scientifiques ne comprennent toujours pas exactement comment le lait fait ces choses.

Résoudre ce mystère commence par l'identification des composés du lait. Pour soutenir cet effort, des chercheurs du National Institute of Standards and Technology (NIST) ont récemment doublé la taille d'une bibliothèque de référence qui comprend des exemples d'un certain type de glucides trouvés dans le lait des humains et de plusieurs autres animaux. L'expansion de la bibliothèque aidera les scientifiques à identifier les composés inconnus dans leurs propres échantillons de lait. Les chercheurs ont publié leurs nouvelles découvertes dans Chimie analytique .

La composition du lait varie d'une mère à l'autre, mais en général le lait maternel contient 87 % d'eau et 13 % de nutriments, y compris les graisses, protéines et glucides. Les chercheurs sur le lait se concentrent souvent sur un type de glucides appelés oligosaccharides, l'un des nombreux sucres différents du lait. Ces sucres sont connus pour avoir un effet biologique, comme fournir de l'énergie aux bébés en pleine croissance ou contribuer au développement des organes.

« Les bébés ne peuvent ni mâcher ni avaler des aliments solides, ils dépendent donc fortement du lait pour leur croissance. C'est un composé miracle, " a déclaré la chimiste du NIST Connie Remoroza.

L'une des principales raisons pour lesquelles les scientifiques analysent les oligosaccharides est que s'ils peuvent déterminer quels oligosaccharides sont présents, ils peuvent commencer à comprendre comment les oligosaccharides affectent les cellules, tissus et processus biologiques.

La première version de la bibliothèque d'oligosaccharides du lait maternel (HMO), sorti en 2018, composé de 74 oligosaccharides. Pour le construire, Remoroza et ses collègues ont analysé les composants d'un échantillon de lait du NIST Standard Reference Material (SRM) 1953. Ils ont utilisé un processus appelé chromatographie liquide pour séparer l'échantillon en ses composants les plus fins et un instrument appelé spectromètre de masse pour créer des empreintes chimiques connues sous le nom de spectres de masse. .

L'équipe a ensuite comparé ces spectres inconnus à une base de données massive de 1,3 million de spectres de 31, 000 composés appelés la bibliothèque de spectres de masse en tandem du NIST. Il fait partie de la plus grande bibliothèque de spectres de masse du NIST, qui a été mis à jour récemment dans une nouvelle version appelée NIST20.

L'équipe a identifié 80 nouveaux oligosaccharides supplémentaires, portant le total à 154. La nouvelle bibliothèque HMO a également utilisé des échantillons de lait du SRM 1954, Contaminants organiques dans le lait humain enrichi.

Les chercheurs ont également pu identifier de nouveaux composés qui n'avaient jamais été signalés dans le lait auparavant, tel qu'un type d'oligosaccharide qui contenait 15 unités monosaccharidiques, qui sont les éléments constitutifs des glucides.

Après que la spectrométrie de masse et la chromatographie liquide soient utilisées pour produire des données brutes, il est ensuite traité afin d'en extraire les spectres de masse pour identifier les composés inconnus. "L'identification de composés inconnus dépend de méthodes de pointe. De nombreux oligosaccharides sont maintenant connus en raison de l'amélioration de la sensibilité des spectromètres de masse, combiné avec le logiciel de recherche NIST, " dit Remoroza.

Une fois les composés inconnus identifiés, ils sont inclus dans la bibliothèque de lait.

Hormis le lait maternel, Remoroza et ses collègues ont également élargi la couverture d'autres types de lait de mammifère. Ils ont analysé quatre échantillons non humains différents grâce à des collaborations avec le Smithsonian's National Zoo and Conservation Biology Institute et le Philippine Carabao Center.

Le Smithsonian a fourni un échantillon de lion d'Afrique, et le Philippine Carabao Center a fourni du lait d'une chèvre Saanen et d'un buffle d'Asie. Les échantillons de lait de vache (de vache) provenaient des SRM 1549a et 1849a du NIST. Les chercheurs du NIST ont identifié 90 oligosaccharides à partir de ces échantillons, dont 25 ont également été trouvés dans le lait maternel.

Des recherches antérieures ont été effectuées sur ces échantillons d'animaux, mais relativement peu d'oligosaccharides ont été signalés. Grâce au développement de nouveaux instruments, de meilleures méthodes pour isoler les oligosaccharides, et la nouvelle bibliothèque HMO, les scientifiques peuvent désormais identifier plus d'oligosaccharides dans leurs échantillons.

« De nombreux chercheurs pourront, espérons-le, trouver la bibliothèque spectrale de masse de lait du NIST utile pour analyser leurs échantillons, " dit Remoroza.

Cette bibliothèque de laits est particulièrement utile aux fabricants de préparations pour nourrissons. "Les scientifiques souhaitent identifier les oligosaccharides dans le lait car ils veulent déterminer s'ils peuvent être ajoutés aux préparations pour nourrissons afin que les bébés puissent désormais obtenir les nutriments essentiels, " dit Remoroza.

Le travail n'est pas encore terminé. Les chercheurs du NIST continueront d'identifier les différents types d'oligosaccharides dans le lait humain et d'élargir leur collection de lait de mammifère non humain. Ils analyseront bientôt du lait de porc noir et blanc (en collaboration avec Mariano Marcos State University aux Philippines), des singes rhésus (avec l'Université du Wisconsin) et des dauphins (avec la National Oceanic and Atmospheric Administration, ou NOAA).

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation du NIST. Lisez l'histoire originale ici.