Le NIST élargit la base de données qui aide à identifier les composés inconnus dans le lait

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 construire des os solides. La recherche montre que le lait a d’autres avantages, en particulier 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 de l’Institut national des normes et de la technologie (NIST) ont récemment doublé la taille d’une bibliothèque de référence qui comprend des exemples d’un certain type de glucide trouvé dans le lait humain 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, notamment des graisses, des protéines et des glucides. Les chercheurs laitiers se concentrent souvent sur un type de glucide appelé oligosaccharides, l’un des nombreux sucres du lait. Ces sucres sont connus pour avoir un effet biologique, comme fournir de l’énergie pour la croissance des bébés ou contribuer au développement des organes.

«Les bébés ne peuvent pas mâcher ou 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, les tissus et les processus biologiques.

La première version de la bibliothèque d’oligosaccharides du lait maternel (HMO), publiée en 2018, comprenait 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 plus fins et un instrument appelé spectromètre de masse pour créer des empreintes chimiques. connu 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 appelée NIST Tandem Mass Spectral Library. Il fait partie de la plus grande bibliothèque spectrale de masse du NIST, qui a été récemment mise à jour 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 de 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, comme un type d’oligosaccharide contenant 15 unités de monosaccharide, qui sont les éléments constitutifs des glucides.

Une fois que la spectrométrie de masse et la chromatographie liquide ont été utilisées pour produire des données brutes, elles sont ensuite traitées afin d’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 la sensibilité améliorée des spectromètres de masse, combinée avec le logiciel de recherche NIST », a déclaré Remoroza.

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

Outre le lait maternel, Remoroza et ses collègues ont également élargi la couverture d’autres types de lait de mammifères. 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’eau asiatique. Les échantillons de lait de bovin (de vache) provenaient des MRS 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 de la nouvelle bibliothèque HMO, les scientifiques peuvent désormais identifier plus d’oligosaccharides dans leurs échantillons.

«Nous espérons que de nombreux chercheurs pourront trouver la bibliothèque spectrale de masse du lait NIST utile pour analyser leurs échantillons», a déclaré Remoroza.

Cette bibliothèque de lait est particulièrement utile aux fabricants de préparations pour nourrissons. «Les scientifiques sont intéressés par l’identification des oligosaccharides dans le lait parce qu’ils veulent déterminer si ceux-ci peuvent être ajoutés aux préparations pour nourrissons afin que les bébés puissent désormais obtenir les nutriments essentiels», a déclaré Remoroza.

Le travail n’est pas encore terminé. Les chercheurs du NIST continueront d’identifier les différents types d’oligosaccharides dans le lait maternel et d’élargir leur collection de lait de mammifères non humains. Ils analyseront bientôt le lait de porcs noirs et blancs (en collaboration avec l’Université d’État Mariano Marcos aux Philippines), de singes rhésus (avec l’Université du Wisconsin) et de 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.