Per l'ingegnere chimico Tonghan Gu, una tipica giornata di lavoro sul campo a Mumbai, India, inizia non in un laboratorio, ma con una visita a Shree Char Bhuja Dairy. I commessi di questo piccolo negozio nella periferia nord della città sono amichevoli, se leggermente perplesso, mentre gestiscono la sua richiesta di 10 buste di latte da un litro. La transazione giornaliera richiede solo un minuto o due, ma fa parte di un progetto che cerca un impatto duraturo nella lotta alla malnutrizione infantile.

GU, un MIT Tata Fellow e un dottorando presso il Dipartimento di Ingegneria Chimica, funziona con alimenti terapeutici pronti all'uso (RUTF), un ipercalorico, pasta densa di nutrienti che è il trattamento ambulatoriale più utilizzato per la malnutrizione acuta grave. Mentre RUTF ha avuto successo in molti paesi africani, non è riuscito a ottenere lo stesso punto d'appoggio in India a causa di problemi di appetibilità, affidabilità dell'approvvigionamento idrico, e costo.

Però, ricerca in attesa di brevetto da Gu e T. Alan Hatton, il Professor Ralph Landau nel Dipartimento di Ingegneria Chimica, descrive una nuova formula RUTF che utilizza ingredienti locali per aumentare l'appetibilità per i bambini indiani, può essere polverizzato e atomizzato per facilitare il trasporto e lo stoccaggio, ed è accessibile nelle comunità povere dove la malnutrizione acuta grave è più diffusa.

La nuova formula è resa possibile dai progressi nelle emulsioni stabilizzanti su scala nanometrica. Ora, Hatton dice, "l'obiettivo è vedere questo approccio utilizzato in tutta l'India".

Un dilemma mortale

La malnutrizione acuta grave è una condizione pericolosa per la vita che si verifica quando il rapporto peso-altezza di un bambino scende al di sotto di un valore fissato dall'Organizzazione Mondiale della Sanità, ed è caratterizzato da "grave deperimento" - una massiccia perdita di grasso corporeo e muscoli - e talvolta da edema, che provoca gonfiore nei tessuti del corpo. Si stima che colpisca circa 20 milioni di bambini in tutto il mondo ogni anno, e 8 milioni solo in India, con un tasso di mortalità fino al 30 per cento.

"Succede spesso quando i bambini sono moderatamente malnutriti, e poi qualche fattore esterno, come il fallimento del raccolto o la malattia, peggiora la situazione, " dice Gu. "Con una buona gestione, il tasso di mortalità potrebbe essere ridotto a meno del 5%".

Le attuali opzioni di trattamento sono limitate a costosi programmi nutrizionali negli ospedali, e la formula RUTF esistente, creato e brevettato da un'azienda francese. Questo si presenta sotto forma di un pesante, pasta viscosa composta principalmente da latte in polvere, burro di arachidi, olio, e zucchero. Sebbene l'efficacia di questa formula sia scientificamente provata, ha incontrato diversi ostacoli all'adozione in India.

"Il problema più grande è che ai bambini indiani non piace mangiarlo, " Gu spiega. "Il burro di arachidi non fa parte della loro dieta, quindi l'appetibilità è piuttosto scadente."

Non è così semplice come costringerli a soffocare un pasto che non gradiscono. I bambini che soffrono di malnutrizione acuta grave devono completare un ciclo di trattamento di sei settimane, il che significa che mangeranno più di 100 pasti consecutivi di RUTF. I rapporti del Sion Hospital di Mumbai indicano che molti bambini consumano solo un terzo della quantità richiesta. E c'è un altro problema:a causa delle preoccupazioni per la contaminazione e le malattie trasmesse dall'acqua, i bambini sono istruiti a non bere acqua durante l'utilizzo di RUTF. Questa norma tutela i produttori e distributori degli alimenti da responsabilità, anche se è impossibile rispettare, poiché il RUTF ha una consistenza secca e oleosa.

Inoltre, Gu stima che il costo dei RUTF esistenti, circa 30 rupie a pasto, sia più del doppio di quello che molte famiglie povere normalmente stanziano per il cibo.

La soluzione del frullato

"Stiamo cercando di fare qualcosa di più simile a un frappè, " dice Gu. "È un mix di componenti ad alta energia, usando cibi locali come chana dal [ceci]. Possiamo anche aggiungere spezie per creare sapori diversi. Abbiamo scoperto che ai bambini piace molto la versione bevibile".

La formula proposta da Hatton e Gu è pensata per essere d'accordo con il palato locale, utilizzando ingredienti e sapori che i bambini sono già abituati a mangiare, e la possibilità di personalizzare ulteriormente con le spezie significa che il RUTF può essere adattato ai gusti regionali in India. La sua bassa viscosità, la consistenza simile a un frullato rende il consumo più facile per neonati e bambini piccoli.

Dopo una dimostrazione su scala pilota di successo a Mumbai utilizzando alimenti di provenienza locale e il latte del caseificio Shree Char Bhuja, credono che il passaggio alla scala industriale sia fattibile. "Dal punto di vista scientifico e ingegneristico, abbiamo risolto il problema essenziale di stabilizzare queste goccioline di olio per una durata di conservazione a lungo termine, " Hatton dice. "Ora ci stiamo muovendo nella prossima fase di produzione e commercializzazione".

Per la produzione di massa, usano una macchina chiamata mulino colloidale per omogeneizzare gli ingredienti. Quindi, attraverso un processo chiamato spray-drying, le goccioline di oli liquidi e micronutrienti sono microincapsulate all'interno dei solidi, ottenendo una polvere secca. La miscela può essere ricostituita in loco con latte o acqua pulita, richiede solo 30 secondi di agitazione a mano.

"Non c'è molta difficoltà nel produrre le microcapsule, che sono stati commercializzati per altre applicazioni. La difficoltà sta nel restringere la scelta dei componenti solidi, essenziali per la stabilità della polvere secca, a prodotti agricoli locali a prezzi accessibili, invece di additivi artificiali più costosi, "dice Gu.

Grazie in parte all'acquisto all'ingrosso di ingredienti locali, Gu si aspetta che il prezzo per pasto sia significativamente inferiore rispetto al RUTF esistente, rimuovere un altro ostacolo critico all'adozione.

Ma restano alcuni ostacoli, come ottenere l'approvazione del governo, condurre una sperimentazione clinica in un ospedale, e risolvendo quello che Gu chiama "il dilemma dell'acqua". Proprio come con il RUTF esistente, è importante che venga consumato insieme all'acqua pulita, compito non facile in molte parti dell'India, dove sia l'acqua delle condutture che le falde acquifere possono essere contaminate.

"Lo scenario migliore è se riescono a ricostituire il RUTF con il latte, che è ampiamente disponibile, " dice Gu. "La mucca agisce come una specie di filtro."

Il team del MIT sta collaborando con i ricercatori dell'Indian Institute of Technology di Bombay per finalizzare la formula e superare le sfide di implementazione. Gu ha grandi speranze di colmare una lacuna critica:"Penso che la nostra formula offra ai bambini con malnutrizione acuta grave una migliore possibilità di ottenere i nutrienti di cui hanno bisogno".

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un popolare sito che copre notizie sulla ricerca del MIT, innovazione e didattica.