Honderden unieke suikers vormen het verschil tussen koemelk en moedermelk. Van sommige van deze suikers is al bekend dat ze bijdragen aan het immuunsysteem van de baby, maar tot voor kort, meer gedetailleerd onderzoek naar individuele was onmogelijk omdat de suikers niet gemakkelijk in zuivere vorm konden worden verkregen. Onderzoekers van de Universiteit Utrecht en de University of Georgia hebben daar nu een methode voor ontwikkeld. De publicatie over hun bevindingen is gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift PNAS vorige week.

In het artikel, de onderzoekers beschrijven hun 'proof of principle' voor de synthese van bijna alle complexe suikers die in menselijke moedermelk worden aangetroffen. "Met de huidige verzameling van ongeveer 100 synthetische suikers is het nu mogelijk om de invloed van elke individuele suiker op de gezondheid van de baby te onderzoeken. In de toekomst zullen het kan zelfs mogelijk zijn om babyvoeding te verrijken met sommige van deze suikers, resulterend in aanzienlijke gezondheidsvoordelen, " legt onderzoeksleider prof. Geert-Jan Boons uit.

Ongeveer 10 procent van de moedermelk bestaat uit 500 of meer complexe suikers die niet voorkomen in koemelk. Deze suikers zijn chemisch verwant aan suiker die wij als zoetstof gebruiken, maar ze hebben veel grotere en complexere structuren. Deze complexe suikers dragen bij aan de gezondheid van de baby en bijvoorbeeld wetenschappers weten dat sommige virale en bacteriële infecties kunnen voorkomen, terwijl anderen een gezonde darmflora stimuleren.

De buitenste membranen van onze lichaamscellen zijn ook bedekt met complexe suikers, maar onderzoek op dit gebied, die glycowetenschap wordt genoemd, staat nog in de kinderschoenen. "In feite, we beginnen net te ontdekken hoe belangrijk complexe suikers zijn, Boons vult aan. "Dus we hebben tools nodig om te detecteren, analyseren en produceren."

10 bouwstenen en 10 enzymen

Tot nu, het was buitengewoon moeilijk geweest om individuele complexe suikers uit moedermelk te isoleren, dus het synthetiseren ervan leek de beste oplossing. Om dit te doen, onderzochten de onderzoekers de biosynthese van de complexe suikers, en ze ontdekten dat bijna alle suikers gemaakt kunnen worden uit een combinatie van een set van 10 bouwstenen, vergelijkbaar met de manier waarop de 20 aminozuren de bouwstenen zijn voor alle eiwitten.

De suikers die uit deze combinaties ontstaan, zijn ook afhankelijk van enzymen - biologische katalysatoren - die hun constructie controleren. Er zijn veel complexe suikersynthetiserende enzymen, elk met zijn eigen rol. Wat de onderzoekers nu hebben aangetoond, is dat de meeste complexe suikers in menselijke moedermelk in het laboratorium kunnen worden geproduceerd met een combinatie van de 10 bouwstenen en een set van 10 enzymen, gebruik ze in de juiste volgorde.

"We hebben vijf jaar besteed aan het blootleggen van de synthetische route voor de eerste 100 complexe suikers, maar nu kunnen we vele anderen ertoe brengen hun bijdrage aan de menselijke gezondheid te bestuderen. We verwachten dat dit onderzoek niet alleen zal leiden tot betere kindervoeding, maar ook voor nieuwe therapieën voor een verscheidenheid aan ziekten, ' zei Boonen.