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– Nova estratégia para encapsular nutrientes facilita a fortificação de alimentos com ferro e vitamina A.
Artigo cortesia do MIT por Anne Trafton: Cerca de 2 bilhões de pessoas em todo o mundo sofrem de deficiências de micronutrientes essenciais, como ferro e vitamina A. Dois milhões de crianças morrem por causa dessas deficiências todos os anos, e as pessoas que não recebem o suficiente desses nutrientes podem desenvolver cegueira, anemia e deficiências cognitivas. Os pesquisadores do MIT agora desenvolveram uma nova maneira de fortalecer os alimentos básicos com esses micronutrientes, encapsulando-os em um polímero biocompatível que evita que os nutrientes sejam degradados durante o armazenamento ou o cozimento. Em um pequeno ensaio clínico, eles mostraram que as mulheres que comiam pão fortificado com ferro encapsulado eram capazes de absorver o ferro dos alimentos.
“Estamos realmente empolgados com o fato de nossa equipe ter sido capaz de desenvolver esse sistema exclusivo de distribuição de nutrientes que tem o potencial de ajudar bilhões de pessoas no mundo em desenvolvimento e o levou desde o início até os ensaios clínicos em humanos”, diz Robert Langer , professor do Instituto David H. Koch do MIT e membro do Instituto Koch de Pesquisa Integrativa do Câncer do MIT.
Os pesquisadores agora esperam realizar ensaios clínicos em países em desenvolvimento onde as deficiências de micronutrientes são comuns.
Langer e Ana Jaklenec, cientista pesquisadora do Instituto Koch, são os principais autores do estudo, que aparece hoje na Science Translational Medicine. Os principais autores do artigo são Aaron Anselmo e Xian Xu, pós-doc do MIT, e Simone Buerkli, estudante de graduação da ETH em Zurique.
Protegendo nutrientes
A falta de vitamina A é a principal causa mundial de cegueira evitável e também pode prejudicar a imunidade, tornando as crianças mais suscetíveis a doenças como o sarampo. A deficiência de ferro pode levar à anemia e também prejudica o desenvolvimento cognitivo das crianças, contribuindo para um “ciclo de pobreza”, diz Jaklenec.
“Essas crianças não se saem bem na escola por causa de sua saúde precária e, quando crescem, podem ter dificuldades em encontrar um emprego, então seus filhos também estão vivendo na pobreza e frequentemente sem acesso à educação”, diz ela.
A equipe do MIT, financiada pela Fundação Bill e Melinda Gates, decidiu desenvolver novas tecnologias que poderiam ajudar nos esforços para fortalecer alimentos com micronutrientes essenciais. A fortificação provou ser bem-sucedida no passado com sal iodado, por exemplo, e oferece uma maneira de incorporar nutrientes de uma maneira que não exige que as pessoas mudem seus hábitos alimentares.
“O que demonstrou ser eficaz para a fortificação de alimentos são os alimentos básicos, algo que a família e as pessoas usam todos os dias”, diz Jaklenec. “Todo mundo come sal ou farinha, então você não precisa mudar nada nas práticas cotidianas”.
No entanto, simplesmente adicionar vitamina A ou ferro aos alimentos não funciona bem. A vitamina A é muito sensível ao calor e pode ser degradada durante o cozimento, e o ferro pode se ligar a outras moléculas nos alimentos, dando à comida um sabor metálico. Para superar isso, a equipe do MIT se propôs a encontrar uma maneira de encapsular micronutrientes em um material que os protegesse de serem quebrados ou interagindo com outras moléculas e depois os liberassem após serem consumidos.
Os pesquisadores testaram cerca de 50 polímeros diferentes e se estabeleceram em um conhecido como BMC. Atualmente, esse polímero é usado em suplementos alimentares e, nos Estados Unidos, é classificado como “geralmente considerado seguro”.
Usando esse polímero, os pesquisadores mostraram que poderiam encapsular 11 micronutrientes diferentes, incluindo zinco, vitamina B2, niacina, biotina e vitamina C, além de ferro e vitamina A. Eles também demonstraram que poderiam encapsular combinações de até quatro os micronutrientes juntos.
Testes em laboratório mostraram que os micronutrientes encapsulados estavam intactos após serem fervidos por duas horas. O encapsulamento também protegia os nutrientes da luz ultravioleta e de produtos químicos oxidantes, como os polifenóis, encontrados em frutas e vegetais. Quando as partículas foram expostas a condições muito ácidas (pH 1,5, típico do pH no estômago), o polímero se tornou solúvel e os micronutrientes foram liberados.
Em testes em ratos, os pesquisadores mostraram que as partículas se quebraram no estômago, como esperado, e a carga viajou para o intestino delgado, onde pode ser absorvido.
Impulso do ferro
Após os testes bem-sucedidos em animais, os pesquisadores decidiram testar os micronutrientes encapsulados em seres humanos. O julgamento foi conduzido por Michael Zimmerman, professor de ciências e tecnologia da saúde na ETH Zurich, que estuda nutrição e fortificação de alimentos.
Em seu primeiro ensaio, os pesquisadores incorporaram sulfato de ferro encapsulado no mingau de milho, um produto derivado do milho comum nos países em desenvolvimento, e misturaram o milho com um molho de vegetais. Nesse estudo inicial, eles descobriram que as pessoas
Como o milho fortificado – estudantes universitárias da Suíça, a maioria anêmica – não absorveu tanto ferro quanto os pesquisadores esperavam. A quantidade de ferro absorvido foi um pouco menos da metade do que foi absorvido por indivíduos que consumiram sulfato de ferro que não foi encapsulado.
Depois disso, os pesquisadores decidiram reformular as partículas e descobriram que, se aumentassem a porcentagem de sulfato de ferro nas partículas de 3% para cerca de 18%, poderiam atingir taxas de absorção de ferro muito semelhantes à porcentagem de sulfato de ferro não encapsulado. Nesse segundo teste, também realizado na ETH, eles misturaram o ferro encapsulado em farinha e o usaram para assar pão.
“A reformulação das micropartículas foi possível porque nossa plataforma era sintonizável e passível de abordagens de fabricação em larga escala”, diz Anselmo. “Isso nos permitiu melhorar nossa formulação com base no feedback do primeiro julgamento”.
O próximo passo, diz Jaklenec, é tentar um estudo semelhante em um país onde muitas pessoas experimentam deficiências de micronutrientes. Os pesquisadores estão agora trabalhando para obter a aprovação regulatória do Comitê Conjunto de Aditivos Alimentares da Organização Mundial da Agricultura e Agricultura / Organização Mundial da Saúde. Eles também estão trabalhando na identificação de outros alimentos que seriam úteis para fortalecer e na ampliação do processo de fabricação para que possam produzir grandes quantidades dos micronutrientes em pó.
Outros autores do artigo são Yingying Zeng, Wen Tang, Kevin McHugh, Adam Behrens, Evan Rosenberg, Aranda Duan, James Sugarman, Jia Zhuang, Joe Collins, Xueguang Lu, Tyler Graf, Stephany Tzeng, Sviatlana Rose, Sarah Acolatse, Thanh Nguyen , Xiao Le, Ana Sofía Guerra, Lisa Freed, Shelley Weinstock, Christopher Sears, Boris Nikolic, Lowell Wood, Philip Welkhoff, James Oxley e Diego Moretti.
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