La carence en vitamine A est la principale cause de cécité dans le monde et, dans les cas graves, elle peut être mortelle. Environ un tiers de la population mondiale d’enfants d’âge préscolaire souffre de cette carence en vitamines, qui est plus répandue en Afrique subsaharienne et en Asie du Sud.
Les chercheurs du MIT ont maintenant développé une nouvelle façon d’enrichir les aliments en vitamine A, qui, espèrent-ils, pourrait contribuer à améliorer la santé de millions de personnes dans le monde. Dans une nouvelle étude, ils ont montré que l’encapsulation de la vitamine A dans un polymère protecteur empêche le nutriment d’être décomposé pendant la cuisson ou le stockage.
« La vitamine A est un micronutriment très important, mais c’est une molécule instable », explique Ana Jaklenec, chercheuse au Koch Institute for Integrative Cancer Research du MIT. « Nous voulions voir si notre vitamine A encapsulée pouvait fortifier un véhicule alimentaire comme des cubes de bouillon ou de la farine, tout au long du stockage et de la cuisson, et si la vitamine A pouvait rester biologiquement active et être absorbée. »
Dans un petit essai clinique, les chercheurs ont montré que lorsque les gens mangeaient du pain enrichi en vitamine A encapsulée, la biodisponibilité du nutriment était similaire à celle lorsqu’ils consommaient de la vitamine A seule. La technologie a été concédée sous licence à deux entreprises qui espèrent la développer pour une utilisation dans les produits alimentaires.
« Il s’agit d’une étude qui enthousiasme vraiment notre équipe car elle montre que tout ce que nous avons fait dans des éprouvettes et des animaux fonctionne de manière sûre et efficace chez l’homme », déclare Robert Langer, professeur à l’Institut David H. Koch au MIT et membre du Institut Koch. « Nous espérons que cela ouvrira la porte pour aider un jour des millions, voire des milliards, de personnes dans le monde en développement. »
Jaklenec et Langer sont les auteurs principaux de la nouvelle étude, qui paraît cette semaine dans le Actes de l’Académie nationale des sciences. L’auteur principal de l’article est l’ancien post-doctorant du MIT Wen Tang, qui est maintenant professeur associé à l’Université de technologie de Chine du Sud.
Stabilité des nutriments
La vitamine A est essentielle non seulement pour la vision, mais aussi pour le fonctionnement du système immunitaire et des organes tels que le cœur et les poumons. Les efforts visant à ajouter de la vitamine A au pain ou à d’autres aliments tels que les cubes de bouillon, qui sont couramment consommés dans les pays d’Afrique de l’Ouest, ont été largement infructueux car la vitamine se décompose pendant le stockage ou la cuisson.
Dans une étude de 2019, l’équipe du MIT a montré qu’elle pouvait utiliser un polymère appelé BMC pour encapsuler des nutriments, dont le fer, la vitamine A et plusieurs autres. Ils ont montré que ce revêtement protecteur améliorait la durée de conservation des nutriments et que les personnes qui consommaient du pain enrichi en fer encapsulé étaient capables d’absorber le fer.
Le BMC est classé par la FDA comme « généralement considéré comme sûr » et est déjà utilisé dans les revêtements de médicaments et de compléments alimentaires. Dans la nouvelle étude, les chercheurs se sont concentrés sur l’utilisation de ce polymère pour encapsuler la vitamine A, un nutriment très sensible à la température et à la lumière ultraviolette.
En utilisant un processus industriel connu sous le nom de processus de disque tournant, les chercheurs ont mélangé de la vitamine A avec le polymère pour former des particules de 100 à 200 microns de diamètre. Ils ont également enrobé les particules d’amidon, ce qui les empêche de coller les unes aux autres.
Les chercheurs ont découvert que la vitamine A encapsulée dans les particules de polymère était plus résistante à la dégradation par une lumière intense, des températures élevées ou de l’eau bouillante. Dans ces conditions, beaucoup plus de vitamine A restait active que lorsque la vitamine A était libre ou lorsqu’elle était délivrée sous une forme appelée VitA 250, qui est actuellement la forme la plus stable de vitamine A utilisée pour l’enrichissement des aliments.
Les chercheurs ont également montré que les particules encapsulées pouvaient être facilement incorporées dans de la farine ou des cubes de bouillon. Pour tester leur capacité à survivre à un stockage à long terme, les chercheurs ont exposé les cubes à des conditions difficiles, comme le recommande l’Organisation mondiale de la santé : 40 degrés Celsius (104 degrés Fahrenheit) et 75 % d’humidité. Dans ces conditions, la vitamine A encapsulée était beaucoup plus stable que les autres formes de vitamine A.
« La stabilité accrue de la vitamine A grâce à notre technologie peut garantir que les aliments enrichis en vitamine A fournissent l’apport quotidien recommandé en vitamine A, même après un stockage à long terme dans un environnement chaud et humidifié, et des processus de cuisson tels que l’ébullition ou la cuisson au four, » dit Tang. « Les personnes qui souffrent d’une carence en vitamine A et qui souhaitent obtenir de la vitamine A par le biais d’aliments enrichis en bénéficieront, sans changer leurs routines quotidiennes et sans se demander quelle quantité de vitamine A reste dans la nourriture. »
Absorption des vitamines
Lorsque les chercheurs ont cuit leurs particules encapsulées puis les ont données aux animaux, ils ont découvert que 30 % de la vitamine A était absorbée, comme la vitamine A libre non cuite, contre environ 3 % de la vitamine A libre qui avait été cuite.
En collaboration avec Biofortis, une entreprise qui effectue des tests cliniques diététiques, les chercheurs ont ensuite évalué la qualité de l’absorption de la vitamine A chez les personnes qui mangeaient des aliments enrichis en particules. Pour cette étude, les chercheurs ont incorporé les particules dans du pain, puis ont mesuré les niveaux de vitamine A dans le sang sur une période de 24 heures après la consommation du pain. Ils ont découvert que lorsque la vitamine A était encapsulée dans le polymère BMC, elle était absorbée par les aliments à des niveaux comparables à la vitamine A libre, ce qui indique qu’elle est facilement libérée sous forme bioactive.
Deux sociétés ont obtenu une licence pour la technologie et se concentrent sur le développement de produits enrichis en vitamine A et autres nutriments. Une société à but lucratif appelée Particles for Humanity, financée par la Fondation Bill et Melinda Gates, travaille avec des partenaires en Afrique pour intégrer cette technologie dans les efforts de fortification existants. Une autre société appelée VitaKey, fondée par Jaklenec, Langer et d’autres, travaille sur l’utilisation de cette approche pour ajouter des nutriments à une Crumpa d’aliments et de boissons.
La recherche a été financée par la Fondation Bill et Melinda Gates. Les autres auteurs de l’article incluent Jia Zhuang, Aaron Anselmo, Xian Xu, Aranda Duan, Ruojie Zhang, James Sugarman, Yingying Zeng, Evan Rosenberg, Tyler Graf, Kevin McHugh, Stephany Tzeng, Adam Behrens, Lisa Freed, Lihong Jing, Surangi Jayawardena , Shelley Weinstock, Xiao Le, Christopher Sears, James Oxley, John Daristotle et Joe Collins.
