Nouvelle méthode d'administration du fer

Environ 1,2 milliard de personnes dans le monde souffrent d'une carence en fer. Les femmes sont les premières concernées. Une femme européenne d'une vingtaine d'années sur cinq manque de fer. Conséquences : baisse des performances, fatigue, anémie ou maux de tête.

Mais la supplémentation en fer par le biais de l'alimentation ou de médicaments est difficile, car pour qu'elle soit efficace, le fer doit être présent sous une forme disponible pour l'organisme. De plus, cet oligo-élément peut modifier la couleur, le go?t et l'odeur des aliments qui en sont enrichis, ce qui les rend insipides.

Hybride de fibres protéiques et de nanoparticules de fer

Les deux professeurs de l'ETH Raffaele Mezzenga et Michael B. Zimmermann du Département des sciences de la santé ont développé une nouvelle forme de supplémentation en fer des aliments : un matériau hybride composé de nanofibres de protéines de petit-lait comestibles et de nanoparticules de fer. L'étude correspondante, menée par la doctorante de Mezzenga, Yi Shen, en collaboration avec la doctorante de Zimmermann, Lidija Posavec, vient d'être publiée dans la revue spécialisée "Nature Nanotechnology".

Les nanofibrilles de protéines (appelées fibrilles amylo?des) sont composées de protéines de petit-lait dénaturées qui sont "cuites" (hydrolysées) à 90°C dans un acide fort jusqu'à ce qu'elles s'étendent complètement. Plusieurs de ces filaments de protéines s'accumulent de manière auto-organisée pour former des nanofibres de protéines plus épaisses.

Les chercheurs ont combiné de telles nanofibres avec des nanoparticules de fer que le corps peut facilement utiliser. Pour fabriquer ces nanoparticules, les chercheuses ont mélangé un sel de fer (FeCl₃) directement avec les nanofibres dans la même solution acide. Il en est résulté des nanoparticules de fer de 20 nanomètres qui se sont immédiatement fixées à la surface des nanofibres et ont été stabilisées par celles-ci. Normalement, les nanoparticules de fer ne sont pas stables : elles forment des agrégats et ne conviennent donc pas comme additifs alimentaires.

Une carence en fer rapidement comblée

Pour tester l'efficacité de cette nouvelle préparation à base de fer, les scientifiques l'ont administrée à des rats qui avaient été nourris auparavant avec une nourriture pauvre en fer et qui souffraient donc d'une carence en fer. La nouvelle préparation a permis d'éliminer la carence en fer et l'anémie qui en résulte chez les animaux aussi bien que le sulfate de fer (FeSO).₄). Ce dernier est actuellement la norme en matière de supplémentation en fer chez l'homme, mais il modifie souvent le go?t ou la couleur des aliments de manière indésirable.

La préparation était également facile à digérer. Les chercheurs ont montré dans l'éprouvette que les enzymes de l'estomac des animaux digéraient entièrement les nanofibres de protéines de petit-lait. De plus, les conditions acides, comme celles qui règnent dans l'estomac, ont dissous les nanoparticules de fer en ions ferreux. Ces ions pourraient être rapidement absorbés dans le sang par le corps et utilisés pour la formation de nouveaux globules rouges.

Les nanofibres de protéines de lactosérum chargées de fer peuvent être administrées soit sous forme de poudre, soit sous forme liquide, et le nouveau composé peut être ajouté directement à différents aliments. Ce faisant, l'ajout ne modifie pas les propriétés sensorielles des aliments.

Aucun effet secondaire n'est survenu

Afin de détecter d'éventuels risques et effets secondaires, les chercheurs ont examiné le cerveau, le c?ur, les reins et d'autres organes des rats après que les animaux aient consommé des nanofibres pendant deux semaines. Les chercheurs ont porté une attention particulière aux nanofibres, car elles n'avaient encore jamais été utilisées dans des aliments ou des compléments alimentaires. Leur structure ressemble en outre à celle des fibrilles amylo?des qui s'accumulent dans le cerveau et peuvent provoquer la démence d'Alzheimer. Cependant, les nanofibres utilisées pour cette nouvelle préparation à base de fer se distinguent des fibrilles amylo?des responsables de la maladie par le fait que les premières sont constituées de protéines alimentaires comestibles.

Les chercheurs de l'ETH voulaient donc s'assurer que les fibres protéiques éventuellement non digérées de leur préparation à base de fer ne s'accumuleraient pas dans le corps et ne pourraient pas entra?ner des anomalies tissulaires. "Nous n'avons pas trouvé un seul indice dans les organes et les tissus des animaux examinés indiquant que les nanofibres ou les nanoparticules de fer pourraient s'accumuler ou provoquer des modifications des organes", se réjouit Mezzenga. Pour lui, il ne fait donc aucun doute que "notre nouvelle préparation à base de fer offre un très grand potentiel pour lutter avec succès contre la carence en fer de manière avantageuse et efficace".

Une alternative aux préparations actuelles

Les produits de base pour ce complément alimentaire nouvellement développé sont très avantageux. Les protéines de lactosérum sont un sous-produit de l'industrie laitière. Les sels de fer sont également facilement disponibles et bon marché. Comme le procédé et les ingrédients sont si faciles à utiliser, un tel complément de fer serait également une alternative pour les personnes vivant dans les pays pauvres, qui sont encore plus touchées par la carence en fer que les personnes vivant dans les pays industrialisés occidentaux.

Les chercheurs ont déposé un brevet pour leur développement et se réjouissent d'entrer en contact avec des partenaires industriels afin de poursuivre le développement de la technologie.

Cette étude a été financée par le Fonds national suisse dans le cadre du Programme national de recherche Alimentation saine et production alimentaire durable (page externePNR 69) financée.