La dysplasie bronchopulmonaire (BPD) est une maladie pulmonaire chronique qui touche la moitié des enfants nés avant 29 semaines de gestation, entraînant des déficiences respiratoires et neurodéveloppementales à long terme chez les survivants (1,2). Une nutrition optimale est cruciale pour prévenir la BPD (3). Afin d'améliorer la qualité nutritionnelle et les sources d'énergie, certaines unités de soins intensifs néonataux (NICU) au Canada ont substitué les émulsions lipidiques (LE) traditionnelles à base d'huile de soja, comme les Intralipides, par des émulsions riches en acide docosahexaénoïque (DHA) comme le SMOF (Soy oil, Medium triglyceride, Olive oil, Fish oil). Puisqu'à ce jour, les résultats des études actuelles portant sur l'effet du SMOF sur la BPD demeurent peu concluants, notre étude vise à évaluer si l'administration parentérale du SMOF est associée à un changement dans la survie sans BPD à 36 semaines d'âge postmenstruel chez les grands prématurés et ainsi explorer l'effet combiné du SMOF et du DHA sur la survie sans BPD. Le modèle de régression de Poisson modifié avec les équations d'estimation généralisées (GEE), prenant en compte les sites et les naissances multiples a été utilisé. Les modèles ont été ajustés pour la supplémentation orale en DHA, le poids de naissance, le sexe et l'âge gestationnel. Dans cette étude de cohorte nichée dans l'essai clinique MOBYDIck menée dans 16 centres au Canada entre 2015 et 2018, 272/528 enfants ont reçu du SMOF et la moyenne d'âge gestationnel était de 26,5 semaines. Nous avons observé que 56,7 % des enfants du groupe SMOF et 59,7 % des enfants du groupe Non-SMOF ont survécu sans BPD (RR ajusté 0,94 [IC 95 %, 0,77 à 1,14], P = 0,51). Nos résultats suggèrent que chez les grands prématurés, l'administration du SMOF en mode intraveineux pendant la période néonatale n'est pas associée à la survie sans BPD. / Bronchopulmonary dysplasia (BPD) is a chronic lung disease that affects half of all infants born before 29 weeks' gestation, resulting in long-term respiratory and neurodevelopmental impairments in survivors (1,2). Optimal nutrition is crucial to prevent BPD (3). To improve the quality of nutrition and sources of energy, some neonatal intensive care units (NICU) in Canada have substituted traditional soybean oil-based lipid emulsions (LE), such as Intralipids, with docosahexaenoic acid (DHA)-rich lipid emulsions such as SMOF (Soy oil, Medium triglyceride, Olive oil, Fish oil). To date, since results of current studies on the effect of SMOF on BPD remain inconclusive, our study aims to evaluate whether parenteral administration of SMOF is associated with a change in BPD-free survival at 36 weeks postmenstrual age in very preterm infants and subsequently explore the combined effect of SMOF and DHA on BPD-free survival. The modified Poisson regression model with General Estimating Equations (GEE) taking into account multiple sites and births was used. Models were adjusted for maternal DHA supplementation, birth weight, sex, and gestational age. In this cohort study, nested with in the MOBYDIck clinical trial conducted in 16 centers in Canada between 2015 and 2018, 272/528 infants received SMOF and the mean gestational age was 26.5 weeks. We observed that 56.7% of infants in the SMOF group and 59.7% of infants in the non-SMOF group survived without BPD (adjusted RR 0.94 [95% CI, 0.77 to 1.14], P = 0.51). Our results suggest that in very preterm infants, intravenous administration of SMOF during the neonatal period is not associated with BPD-free survival.

Les enfants nés très prématurément ne profitent pas du transfert en acide docosahexaénoïque (DHA) maternel normalement actif au troisième trimestre de grossesse. De plus, ils ne peuvent en synthétiser du fait de leur immaturité enzymatique. Plusieurs études ont documenté l'effet de la supplémentation en DHA sur la croissance postnatale pour améliorer la santé et le neurodéveloppement des prématurés. Cependant, les effets du DHA sur la croissance varient en fonction de plusieurs facteurs dont l'âge gestationnel, la dose administrée et la période d'étude. Évaluer l'effet du DHA sur les indicateurs de croissance en période néonatale (de la naissance à la 36ᵉ semaine d'âge post-menstruel (PMA)) des enfants nés prématurément, pourrait aider à mieux apprécier l'impact du DHA dans le processus de prise en charge nutritionnelle de ces enfants. Notre étude est un objectif secondaire de l'essai clinique randomisé MOBYDIck (Maternal Omega-3 Supplementation to Reduce Bronchopulmonary Dysplasia in Very Preterm Infants), conduit dans 16 unités de soins intensifs néonataux au Canada. Elle rapporte principalement les résultats de l'effet de la supplémentation maternelle en DHA administré à forte dose sur le profil de croissance et la vélocité de poids jusqu'à la 36ᵉ semaine d'âge post menstruel des enfants nés prématurément (avant 29 semaines d'âge gestationnel) et allaités. Les 528 enfants issus de 461 mères qui ont contribué à l'essai MOBYDIck ont constitué notre échantillon. Les analyses ont été réalisées à l'aide d'un modèle de régression linéaire utilisant la méthode d'équations d'estimation généralisées. Les résultats ont montré que les filles du groupe DHA avaient un profil de poids et une vitesse de croissance plus élevés que celles du groupe placebo durant la période néonatale. Inversement, chez les garçons du groupe supplémenté en DHA, le profil de poids jusqu'à la 36ᵉ semaine PMA était plus faible que chez ceux du groupe non supplémenté. / Infants born very prematurely do not benefit from the maternal (DHA) docosahexaenoic acid transfer normally active in the third trimester of pregnancy. Moreover, they cannot synthesize it because of their enzymatic immaturity. Several studies have documented the effect of DHA supplementation on postnatal growth to improve preterm health and neurodevelopment. However, the effects of DHA on growth vary depending on several factors including gestational age, dose administered and study period. To evaluate the effect of DHA on growth indicators in the neonatal period (birth to 36 weeks post-menstrual age (PMA)) of infants born very preterm could help to better appreciate the impact of DHA in the nutritional management process of these infants. Our study is a secondary objective of the MOBYDIck (Maternal Omega-3 Supplementation to Reduce Bronchopulmonary Dysplasia in Very Preterm Infants) randomized clinical trial, conducted in 16 neonatal intensive care units in Canada. It mainly reports the results of the effect of high-dose maternal DHA administered supplementation on the growth profile and weight velocity up to 36 weeks postmenstrual age of infants born prematurely (before 29 weeks gestational age) and breastfed. 528 children from 461 mothers who contributed to the MOBYDIck trial constituted our sample. Analyses were performed using a linear regression model with generalized estimating equations. The results showed that females in the DHA group had a higher weight profile and growth velocity than those in the placebo group during the neonatal period. In contrast, males in the DHA-supplemented group had a lower weight profile through 36 weeks PMA than those in the non-supplemented group.

Les enfants nés prématurés ont un déficit en acide docosahexaénoïque (DHA) par rapport à leurs pairs nés à terme, un acide gras oméga-3 accumulé dans le cerveau fœtal principalement durant le dernier trimestre de la grossesse. Le DHA est un constituant des membranes cellulaires cérébrales et influence la signalisation neuronale en augmentant la fluidité membranaire. Ce déficit en DHA chez les enfants nés prématurés pourrait contribuer à un développement cérébral suboptimal avec un impact potentiel sur leurs résultats neurodéveloppementaux. L'objectif est de déterminer si la supplémentation en DHA à haute dose en période néonatale améliore le fonctionnement comportemental à 5ans chez les enfants nés très prématurés. Cette étude est un suivi à 5 ans d'un sous-groupe d'enfants québécois ayant participé à l'essai contrôlé randomisé MOBYDIck, impliquant une supplémentation à haute dose en DHA via le lait maternel. L'évaluation neurodéveloppementale est basée sur des entrevues parentales. La variable principale est le fonctionnement comportemental, évalué par le Score total des difficultés du *Strengths and Difficulties Questionnaire*. Les variables secondaires comprennent le fonctionnement exécutif et le développement global. Les différences moyennes (DM) entre les groupes DHA et placebo ont été estimées avec des modèles linéaires mixtes. Des analyses de sous-groupes ont été menées pour le sexe et l'âge gestationnel à la naissance. Parmi les 177 enfants éligibles, 132 ont complété l'évaluation neurodéveloppementale à 5 ans (DHA, N=64; placebo, N=68). Le Score total des difficultés n'a pas différé entre les groupes DHA et placebo (DM, -0.9 [IC à 95 %, -2.7 à 0.8], P=0.30), ni aucune des variables secondaires. Chez les enfants nés très prématurés, la supplémentation en DHA à haute dose n'a pas amélioré le fonctionnement comportemental à 5 ans. Ces données favoriseront les collaborations internationales, permettant d'évaluer la pertinence de la supplémentation en DHA chez les nourrissons nés prématurés. / Docosahexaenoic acid (DHA) is the most abundant omega-3 fatty acid in the brain and is accumulated bythe fetal brain during the last trimester of pregnancy. Preterm born children have a deficit in DHA compared to their full-term peers. DHA, a constituent of brain cell membranes, influences neuronal signaling by increasing membrane fluidity. Enhanced neuronal signaling could be associated with better neurodevelopmental and neurobehavioral outcomes. The objective of this study was to determine whether high-dose DHA supplementation during the neonatal period, vs. placebo, improved behavioral functioning at 5 years in children born very preterm. This is a follow-up at 5 years of a subgroup of children in the Quebec province who participated in the MOBYDIck trial, a randomized controlled trial of high-dose DHA supplementation vs. placebo through maternal breastmilk. The primary outcome was child behavioral functioning, assessed by the Total Difficulties Score from the Strengths and Difficulties Questionnaire. Secondary outcomes included executive functions and global developmental performance. All neurodevelopmental outcomes were assessed through interviews with parents. Mean differences (MD) between DHA and placebo groups were estimated using mixed linear models. Subgroup analyses were conducted for sex and gestational age (GA) at birth. Among the 177 eligible children, 132 (74.6%) completed neurodevelopmental assessmentat 5 years (DHA, N=64, placebo, N=68). Total Difficulties Score did not differ between the DHA and placebo groups (MD, -0.9 [95% CI, -2.7 to 0.8], P=0.30), nor any of the secondary outcomes. There was no significant interaction between treatment groups and sex, nor GA, for the primary outcome. In very preterm infants, high-dose DHA supplementation did not improve behavioral functioning at 5 years. These data will foster international collaborations, enabling us to assess the relevance of high-dose DHA supplementation in preterm infants.

Titre de l'écran-titre (visionné le 19 juin 2023) / Thèse ou mémoire avec insertion d'articles. / La mise en place d'une nutrition adéquate pour les prématurés est un défi majeur pour les services néonataux notamment, car la teneur en protéines du lait maternel n'est pas suffisante pour soutenir la croissance des nourrissons de très faible poids à la naissance (<1 500 g). Ainsi, les isolats protéiques de lait bovin (>85 % sur base sèche) sont généralement utilisés pour répondre aux besoins en protéines. Toutefois, ces produits pourraient causer des intolérances lorsqu'utilisés pour la nutrition de cette population vulnérable. Par conséquent, le but de ce projet était de produire un concentré protéique de lait humain en adaptant les procédés (écrémage, microfiltration, ultrafiltration, diafiltration, pasteurisation thermique et par pression) actuellement utilisés en industrie laitière et d'étudier l'impact de ces technologies sur les phénomènes de dénaturation/agrégation des protéines en ciblant particulièrement celles d'importance biologique. L'objectif final étant d'évaluer la faisabilité d'un concentré de protéines de lait humain afin d'aider à l'atteinte des besoins nutritionnels et physiologiques des prématurés. Une première étude a permis de mettre en évidence l'impact de la composition du lait humain et du seuil de coupure de la membrane de filtration sur l'efficacité de l'ultrafiltration couplée à la diafiltration pour la concentration et la purification des protéines du lait humain. Une teneur protéique de 50% sur une base sèche a été atteinte dans le concentré généré. Le procédé a permis une rétention maximale des protéines et des peptides d'intérêt nutritionnel. Toutefois, la forte teneur en oligosaccharides est vraisemblablement un frein majeur à l'atteinte des performances optimales de l'ultrafiltration et de la diafiltration. Ces résultats ont permis de corréler l'impact des différences de composition des laits bovin et humain sur les performances des procédés baromembranaires. Cependant, d'autres stratégies devront être développées pour augmenter les performances de filtration dans un contexte industriel ou pilote. À partir du concentré protéique de lait humain généré à l'étape précédente, le deuxième objectif de cette thèse visant à étudier l'impact de différents traitements de pasteurisation sur les structures protéiques. Nous avons observé que l'ensemble des traitements de pasteurisation appliqués (haute pression hydrostatique [HPH], pasteurisation haute température/temps court [HTST] et pasteurisation de Holder [ou pasteurisation basse température/temps long]) induisaient une agrégation de diverses protéines, en particulier l'α-lactalbumine et la lactoferrine. Cependant, les traitements thermiques avaient un impact plus important que les HPH puisque 86% de la lactoferrine a été dénaturée et agrégée à la suite d'une pasteurisation HTST et pasteurisation de Holder alors qu'elle a été préservée après HPH à un niveau similaire à celui du concentré de protéines de lait humain non traité. Finalement, les travaux du troisième objectif ont permis de générer des données sur la digestion gastro-intestinale du lait maternel, du concentré protéique non traité et pasteurisé (HPH, HTST ou pasteurisation de Holder) dans un modèle in vitro de nouveau-né prématuré. Il a aussi été démontré que les 3 procédés de pasteurisation ont permis de diminuer significativement la charge microbienne du concentré. Des degrés d'hydrolyse similaires ont été calculés pendant et après la digestion pour l'ensemble des HMPC (non traités, HPH, HTST ou pasteurisation de Holder). Cependant la lactoferrine, ainsi que les protéines laitières de hauts poids moléculaires, étaient plus susceptibles à la digestion dans les concentrés traités thermiquement. Au contraire, l'α-lactalbumine semble être plus résistante à la digestion suite à l'application des traitements (HPH, HTST et pasteurisation de Holder). En résumé, ce projet a permis de générer de nouvelles connaissances sur la transformation du lait humain, pour la production d'un concentré protéique, à l'aide des méthodes conventionnellement appliquées en industrie laitière et alimentaire. D'après l'ensemble des critères de qualité étudiés, la pasteurisation par HPH a engendré des impacts plus faibles sur la structure et la digestibilité des protéines comparativement aux traitements thermiques. Cependant, pour envisager la production d'un concentré protéique de lait humain au sein des banques de lait humain, il sera nécessaire de démontrer la salubrité microbiologique de ce produit fini. En effet, en lien avec la vulnérabilité des prématurés et la périssabilité du lait, la décontamination et la conservation de ces produits représentent des enjeux majeurs. / Adequate nutrition is a challenge for neonatal services, especially when the protein content of human milk is not sufficient to support the growth of very low birth weight infants (VLBW, <1 500 g). Bovine milk-based protein isolates (>85% on a dry basis) are typically used to meet protein requirements. However, these products could cause feeding intolerance for this vulnerable population. Therefore, the purpose of this project was to generate a human milk protein concentrate (HMPC) by adapting process (skimming, microfiltration, ultrafiltration, diafiltration, and pasteurization by thermal and pressure processes) currently used in the dairy industry and to study the impact of this technology on the denaturation and aggregation of proteins, mainly bioactive proteins. The aim was to evaluate the feasibility of producing a human milk protein concentrate to meet the nutritional and physiological needs of premature newborns. A first study highlighted the impact of human milk composition and molecular weight cut-off on the efficiency of ultrafiltration and diafiltration for the concentration and purification of human milk proteins. The HMPC contained 50% of protein on dry basis. The process allowed a maximal retention of proteins and peptides of interest from a nutritional point of view. However, the presence of oligosaccharides negatively impacted the performance of ultrafiltration and diafiltration. These results allowed us to correlate the impact of compositional differences between bovine and human milk and the performance of pressure-driven membrane processes. However, other strategies should be tested to increase the filtration performance in an industrial or pilot scale context. Starting from the HMPC produced at the previous objective, the second objective of this thesis aimed to evaluate the impact of different pasteurization treatments on the protein structure. We highlighted that both high hydrostatic pressure (HHP) and thermal treatments (high temperature short time pasteurization [HTST] and Holder pasteurization) induced aggregation of human milk proteins, mainly α- lactalbumin and lactoferrin. However, effect of thermal treatments on proteins was largely higher compared to HHP since 86% of the lactoferrin (for the soluble phase) was denatured and aggregated after heat treatment (HTST and Holder pasteurization). The impact of HHP on lactoferrin was non-significant and lactoferrin concentration stayed the same as the non-treated HMPC. Finally, the third study provides information regarding the gastrointestinal digestion of non-treated HMPC and pasteurized HMPC (HHP, HTST or Holder pasteurization) in a premature infant in vitro model. It has also been demonstrated that the three pasteurization processes have significantly reduced the microbial load of the HMPC. Similar hydrolysis degrees were calculated during and after digestion between any HMPC (non-treated, HHP, HTST or Holder pasteurization). However, lactoferrin and other higher molecular weight proteins became more sensitive to digestion after thermal treatments of HMPC. On the contrary, α-lactalbumin was more resistant to digestion after pasteurization treatments (HHP, HTST and Holder pasteurization). In conclusion, this project generated new knowledge on human milk processing, to produce HMPC, using conventional methods currently used in dairy industries. According to the different results generated in the three objectives, HHP represents the best option to maintain the quality of HMPC. However, to consider the production of human milk protein concentrate within human milk banks, the study of the microbiological safety of this concentrate is crucial. Indeed, because of the vulnerability of premature newborns and the perishability of milk, the decontamination and preservation of these products represent major issues.