Forskning i brugsklar terapeutisk mad søger drastisk reduktion af dødsfald som følge af alvorlig akut underernæring

For kemiingeniør Tonghan Gu, en typisk dag med feltarbejde i Mumbai, Indien, begynder ikke i et laboratorium, men med et besøg på Shree Char Bhuja Mejeri. Ekspedienterne i denne lille butik i byens nordlige forstæder er venlige, hvis man er lidt forundret, da de håndterer hans anmodning om 10 en-liters poser mælk. Den daglige transaktion tager kun et minut eller to, men det er en del af et projekt, der søger en varig effekt i kampen mod børns underernæring.

Gu, en MIT Tata Fellow og en ph.d.-kandidat i Institut for Kemiteknik, arbejder med brugsklar terapeutisk mad (RUTF), et højt kalorieindhold, næringstæt pasta, der er den mest udbredte ambulante behandling af alvorlig akut underernæring. Mens RUTF har oplevet succes i mange afrikanske lande, det er ikke lykkedes at få samme fodfæste i Indien på grund af problemer med smag, pålidelighed af vandforsyning, og omkostninger.

Imidlertid, patentanmeldt forskning fra Gu og T. Alan Hatton, Ralph Landau professor ved Institut for Kemiteknik, beskriver en ny RUTF-formel, der bruger lokale ingredienser til at øge smagen for indiske børn, kan pulveriseres og spraytørres for at gøre transport og opbevaring nem, og er overkommelig i de fattige samfund, hvor alvorlig akut underernæring er mest udbredt.

Den nye formel er muliggjort af fremskridt inden for stabilisering af emulsioner på nanoskala. Nu, Hatton siger, "Målet er at se denne tilgang bruges i hele Indien."

Et dødbringende dilemma

Alvorlig akut underernæring er en livstruende tilstand, der opstår, når et barns vægt-i-højde-forhold falder under en værdi fastsat af Verdenssundhedsorganisationen, og er karakteriseret ved "alvorlig svind" - et massivt tab af kropsfedt og muskler - og nogle gange af ødem, som forårsager hævelse i kropsvæv. Det anslås at påvirke omkring 20 millioner børn på verdensplan hvert år, og 8 millioner alene i Indien, med en dødelighed på op til 30 procent.

"Det sker ofte, når børn er moderat underernærede, og så en ekstern faktor, som afgrødesvigt eller sygdom, forværrer situationen, " siger Gu. "Med god ledelse, dødeligheden kan reduceres til mindre end 5 procent."

Nuværende behandlingsmuligheder er begrænset til dyre ernæringsprogrammer på hospitaler, og den eksisterende RUTF-formel, skabt og patenteret af et fransk firma. Dette kommer i form af en tung, tyktflydende pasta fremstillet primært af mælkepulver, jordnøddesmør, olie, og sukker. Selvom effektiviteten af ​​denne formel er videnskabeligt bevist, det har mødt adskillige barrierer for adoption i Indien.

"Det største problem er, at indiske børn ikke kan lide at spise det, " Gu forklarer. "Jordnøddesmør er ikke en del af deres kost, så smagen er ret dårlig."

Det er ikke så nemt som at tvinge dem til at kvæle et måltid, de ikke nyder. Børn, der lider af alvorlig akut underernæring, skal gennemføre et seks ugers behandlingsforløb, hvilket betyder, at de vil spise mere end 100 på hinanden følgende måltider af RUTF. Rapporter fra Sion Hospital i Mumbai viser, at mange børn kun indtager en tredjedel af den nødvendige mængde. Og der er en anden hake:På grund af bekymringer om forurening og vandbåren sygdom, børn instrueres i ikke at drikke vand, mens de bruger RUTF. Denne regel beskytter producenter og distributører af fødevarer mod ansvar, selvom det er umuligt at overholde, da RUTF har en tør og olieagtig konsistens.

Derudover Gu vurderer, at omkostningerne ved eksisterende RUTF - omkring 30 rupees pr. måltid - er mere end det dobbelte af, hvad mange fattige familier typisk budgetterer med til mad.

Milkshake-opløsningen

"Vi forsøger at lave noget mere som en milkshake, " siger Gu. "Det er en blanding af højenergikomponenter, ved at bruge lokale fødevarer som chana dal [kikærter]. Vi kan endda tilføje krydderier for at skabe forskellige smagsvarianter. Vi har fundet ud af, at børn virkelig kan lide den drikkelige version."

Hatton og Gus foreslåede formel er designet til at stemme overens med den lokale gane, ved at bruge ingredienser og smagsstoffer, som børn allerede er vant til at spise, og muligheden for yderligere at tilpasse med krydderier betyder, at RUTF kan tilpasses til regionale smage i Indien. Dens lave viskositet, milkshake-lignende konsistens gør forbruget lettere for spædbørn og småbørn.

Efter en vellykket demonstration i pilotskala i Mumbai ved hjælp af lokalt fremskaffede fødevarer og mælken fra Shree Char Bhuja Dairy, de mener, at det er muligt at flytte til industriel skala. "Fra et videnskabeligt og teknisk perspektiv, vi har løst det væsentlige problem med at stabilisere disse oliedråber for langsigtet holdbarhed, "Siger Hatton. "Nu bevæger vi os ind i den næste fase af fremstilling og markedsføring."

Til masseproduktion, de bruger en maskine kaldet en kolloidmølle til at homogenisere ingredienserne. Derefter, gennem en proces kaldet spraytørring, dråberne af flydende olier og mikronæringsstoffer er mikroindkapslet inde i faste stoffer, resulterer i et tørt pulver. Blandingen kan rekonstitueres på stedet med mælk eller rent vand, kræver kun 30 sekunders omrøring i hånden.

"Der er ikke meget besvær med at fremstille mikrokapslerne, som er blevet kommercialiseret til andre applikationer. Vanskeligheden er at begrænse valget af faste komponenter - afgørende for stabiliteten af ​​det tørre pulver - til overkommelige lokale landbrugsprodukter, i stedet for dyrere kunstige tilsætningsstoffer, " siger Gu.

Dels takket være engrosindkøb af lokale råvarer, Gu forventer, at prisen pr. måltid er væsentligt lavere end den eksisterende RUTF, fjerne en anden kritisk barriere for adoption.

Men der er stadig nogle forhindringer, såsom at få regeringens godkendelse, at udføre et klinisk forsøg på et hospital, og løse det, Gu kalder "vanddilemmaet." Ligesom med den eksisterende RUTF, det er vigtigt, at det indtages sammen med rent vand – ikke en let opgave i mange dele af Indien, hvor både vand og grundvand kan være forurenet.

"Det bedste scenario er, hvis de kan rekonstituere RUTF med mælk, som er bredt tilgængelig, " siger Gu. "Koen fungerer som en slags filter."

MIT-teamet samarbejder med forskere ved Indian Institute of Technology i Bombay for at færdiggøre formlen og overvinde implementeringsudfordringerne. Gu har store forhåbninger om at udfylde et kritisk hul:"Jeg tror, ​​at vores formel giver børn med alvorlig akut underernæring en bedre chance for at få de næringsstoffer, de har brug for."

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), et populært websted, der dækker nyheder om MIT-forskning, innovation og undervisning.