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Estudo revela a dinâmica da produção de leite humano
Uma nova análise mostra como as células produtoras de leite mudam ao longo do tempo em mães que amamentam.
Por Anne Trafton - 09/04/2022


Pesquisadores do MIT realizaram um estudo em larga escala e de alta resolução das células do leite materno humano, permitindo-lhes rastrear como essas células mudam ao longo do tempo em mães que amamentam. Créditos: Christine Daniloff, MIT

Pela primeira vez, pesquisadores do MIT realizaram um estudo em larga escala e de alta resolução das células do leite materno, permitindo rastrear como essas células mudam ao longo do tempo em mães que amamentam.

Ao analisar o leite materno produzido entre três dias e quase dois anos após o parto, os pesquisadores conseguiram identificar uma variedade de mudanças na expressão gênica nas células da glândula mamária. Algumas dessas mudanças estavam ligadas a fatores como níveis hormonais, doença da mãe ou do bebê, a mãe iniciando o controle de natalidade e o bebê iniciando a creche.

“Conseguimos ter uma visão realmente longa da lactação que outros estudos realmente não fizeram, e mostramos que o leite muda ao longo de todo o curso da lactação, mesmo após anos de produção de leite”, diz Brittany Goods, ex-MIT pós-doutorado que agora é professor assistente de engenharia no Dartmouth College e um dos autores seniores do estudo.

Os pesquisadores esperam que suas descobertas estabeleçam as bases para estudos mais aprofundados sobre como o leite materno muda ao longo do tempo. Esses estudos podem eventualmente produzir novas maneiras de aumentar a produção de leite das mães ou melhorar a composição da fórmula infantil.

Bonnie Berger, Simons Professor of Mathematics no MIT e chefe do grupo de Computação e Biologia do Laboratório de Ciência da Computação e Inteligência Artificial (CSAIL), é um dos autores sênior do estudo, assim como Alex Shalek, professor associado de química no MIT. e membro do Instituto de Engenharia e Ciência Médica (IMES); o Instituto Koch para Pesquisa Integrativa do Câncer; o Instituto Ragon de MGH, MIT e Harvard; e o Broad Institute de Harvard e MIT.

A estudante de pós-graduação do MIT Sarah Nyquist é a principal autora do artigo, que aparece esta semana na revista Proceedings of the National Academy of Sciences .

Alterações celulares

As glândulas mamárias humanas podem produzir mais de um litro de leite por dia, durante meses ou anos após o parto. Estudar como as células da glândula mamária realizam esse feito tem sido difícil em humanos porque o próprio tecido não pode ser biopsiado ou acessado durante a lactação. No entanto, estudos recentes mostraram que o leite materno contém muitas células da glândula mamária, oferecendo uma maneira não invasiva de estudar essas células.

Para este estudo, a equipe do MIT coletou amostras de leite materno de 15 nutrizes. Cada doador forneceu amostras em vários momentos, variando de três a 632 dias após o parto. Os pesquisadores também coletaram informações sobre mudanças de saúde e estilo de vida que ocorreram ao longo do período de lactação.

Os pesquisadores isolaram mais de 48.000 células de 50 amostras e as analisaram usando sequenciamento de RNA de célula única, uma tecnologia que pode determinar quais genes estão sendo expressos em uma célula em um determinado momento. Esta análise revelou 10 tipos de células – uma população de células fibroblásticas, dois tipos de células epiteliais e sete tipos de células imunes.

Mais da metade das células imunes que eles encontraram eram macrófagos. Essas células parecem expressar genes que ajudam a tornar a glândula mamária mais tolerante às proteínas do leite que estão produzindo, para que não desencadeiem uma resposta imune. Os pesquisadores também encontraram populações de células B, células T e outras células imunes, mas seus números eram muito pequenos para fazer estudos aprofundados de suas funções.

De longe, as células mais abundantes que encontraram foram os lactócitos, que são um tipo de célula epitelial. Essas células expressaram muitos genes para proteínas que são encontradas no leite materno, como a lactalbumina, bem como transportadores necessários para secretar proteínas do leite, micronutrientes, gordura e outros componentes do leite materno.

Entre os lactócitos, os pesquisadores identificaram um aglomerado de células que parece ser o principal produtor de leite e outro que desempenha um papel mais estrutural na glândula mamária. Cada um desses tipos de células pode ser dividido em outros subtipos, que os pesquisadores supõem que podem ser especializados para funções específicas.

Com o passar do tempo, os pesquisadores descobriram que a proporção de lactócitos envolvidos na produção de leite diminuiu, enquanto a proporção envolvida no suporte estrutural aumentou. Ao mesmo tempo, os genes envolvidos na resposta ao hormônio prolactina tornaram-se mais ativos nos lactócitos produtores de leite, mas caíram nos lactócitos estruturais. Os pesquisadores teorizam que essas mudanças podem estar relacionadas às mudanças nas necessidades nutricionais dos bebês à medida que crescem.

“Este estudo, juntamente com alguns outros estudos que estão por aí, abre caminho para mapear e entender melhor alguns dos caminhos que essas células usam para realizar a enorme quantidade de trabalho que realizam”, diz Goods.

Composição do leite

Os pesquisadores também encontraram ligações entre a composição das células do leite materno e eventos como bebês começando a ir à creche, iniciando fórmula ou a mãe começando a usar anticoncepcionais hormonais.

“Existem claramente mudanças na composição do leite materno que estão relacionadas a essas mudanças de estilo de vida e saúde, como doenças infantis ou controle de natalidade hormonal materno”, diz Nyquist. “Essas mudanças na lactação não têm necessariamente um impacto positivo ou negativo na saúde de ninguém, mas ocorrem e podem nos levar a entender como as células epiteliais mamárias estão produzindo leite e os tipos de componentes que podem estar produzindo.”

Os pesquisadores agora esperam fazer estudos maiores que possam ajudá-los a encontrar ligações mais fortes entre os fatores ambientais e a composição do leite, e também descobrir mais sobre como o leite muda naturalmente ao longo do tempo. Isso poderia eventualmente ajudar os cientistas a conceber melhores fórmulas infantis ou criar fórmulas adaptadas a diferentes fases da infância. Os pesquisadores também esperam encontrar maneiras de ajudar as mães que amamentam a aumentar sua produção de leite ou retardá-la quando os bebês estão sendo desmamados.

Outros estudos de acompanhamento podem explorar como o bombeamento afeta a composição do leite e a saúde da mama, ou como prevenir doenças como a mastite.

“Ao construir essa compreensão realmente de alta resolução da diversidade lactacional ao longo do tempo, isso nos dá uma maneira não apenas de entender a lactação, mas também nos fornece um conjunto de dados e ferramentas para poder projetar melhores soluções para melhorar a qualidade de vida das mães, especificamente quando estão amamentando”, diz Goods.

A pesquisa foi financiada pelo Koch Institute Support (core) Grant do National Cancer Institute, National Institutes of Health, uma bolsa de pós-doutorado do National Research Service Award, o Beckman Young Investigator Program, uma Sloan Fellowship in Chemistry, o Charles E. Reed Iniciativa do corpo docente, uma bolsa de pesquisa de pós-graduação da National Science Foundation, uma bolsa de pós-doutorado do MIT-GSK Gertrude B. Elion, o Gabinete do Reitor da Universidade de Columbia, o Programa de Prêmio Nacional de Pós-Doutorado do Instituto Weizmann de Ciência para o Avanço das Mulheres na Ciência, a Sociedade Internacional de Pesquisa em Leite Humano e Lactação Trainee Bridge Fund, e o Human Frontier Science Program.

 

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