De Universiteit Utrecht en Wageningen University & Research gaan onderzoek doen naar een verstoorde darmflora bij paarden. Het Open Technologieprogramma van de NWO stelt voor het onderzoek bijna een half miljoen euro beschikbaar.
Problemen in de spijsvertering kunnen ernstige gevolgen hebben voor paarden, zoals ontstekingen aan de hoefwand (hoefbevangenheid) of vormen van koliek. Onderzoek naar stofwisselingsziekten bij paarden is echter zeer ingrijpend en invasief. “Ons onderzoeksprogramma Bacin2Deliver brengt verschillende technologieën samen in één platform, dat wetenschappers in staat stelt om het darmleversysteem van paarden te bestuderen in het lab”, zegt onderzoeksleider Wouter Hendriks van Universiteit Utrecht. “We kunnen met deze technologieën de effecten van voeding in het maagdarmkanaal van een paard bestuderen waar we nu nauwelijks toegang toe hebben. Daarnaast is het een belangrijke stap op weg naar een dierproefvrije toekomst voor onderzoek naar dit soort lichamelijke processen.”
Spijsvertering simuleren
Hoefbevangenheid is een ernstige aandoening en wordt veroorzaakt door een pijnlijke ontstekingsreactie in de hoef van het paard. “Er zijn meerdere condities die tot hoefbevangenheid kunnen leiden maar vanuit voedingsperspectief zijn grassuikers en zetmeel de boosdoeners,” zegt Hendriks. “Ons platform maakt het mogelijk om precies te onderzoeken wat die met het darmleversysteem van een paard doen.”
Om dat buiten het lichaam van het paard te doen, passen de onderzoekers een proces aan dat al voor andere dieren is gebruikt om spijsvertering te simuleren. Het team is vooral geïnteresseerd in het deel dat onverteerd blijft en gefermenteerd wordt in de dikke darm. Hendriks: “Om de fermentatie te bestuderen gebruiken we de ‘in vitro gasproductietechniek’ (IVGPT). Er zijn dus geen levende dieren nodig voor dit onderzoek.” De onderzoekers werken met materiaal uit paardenmest of de darminhoud van kadavers. “Het deel dat onverteerd is brengen we vervolgens in de IVGPT om zo het fermentatieproces in de blinde en dikke darm verder te onderzoeken.”
Metabolieten
“We zijn daarnaast geïnteresseerd in de metabolieten die darmbacteriën aanmaken”, zegt Hendriks. “Je kunt die zien als de wapens die bacteriën gebruiken in een soort chemische oorlogsvoering. De ene bacterie produceert een molecuul die een andere bacterie niet kan verwerken, dat is een metaboliet. Wat wij willen weten is: welke metabolieten worden er aangemaakt als een paard bijvoorbeeld veel graan eet, of veel gras? En hoe beïnvloeden die de het darmleversysteem?”
Om de effecten van die stoffen te onderzoeken, maken de wetenschappers gebruik van organoïden. Dat zijn een soort miniatuurorganen, die gemaakt worden door stamcellen uit paarden op te kweken tot darm- of levercellen. “Met organoïden kunnen we nabootsen wat voor impact een verstoorde darmflora heeft op deze organen en zien hoe het levermetabolisme schadelijke stoffen probeert te verwerken. De verwachting is dat, onder bepaalde voorwaarden, er stoffen ontstaan die ontstekingsreacties veroorzaken.”
Ezels en runderen
“Ons onderzoek levert een verzameling van duidelijk gecontroleerde experimenten op, waarmee over de hele wereld onderzoekers de spijsvertering van paarden kunnen simuleren. Bovendien kunnen toekomstige onderzoekers verder bouwen op ons platform, om nog meer processen in het paardenlichaam na te bootsen”, aldus Hendriks. Er is een paradigmawisseling nodig op het gebied van inwendig onderzoek bij dieren, stelt de Nationale Wetenschapsagenda van NWO. “Dit project draagt bij aan die switch naar onderzoek waarvoor geen levende paarden nodig zijn.”
Het onderzoek is in de eerste plaats belangrijk voor de paardensector – denk bijvoorbeeld aan paardenvoederproducenten. In Nederland gaat jaarlijks meer dan anderhalf miljard euro om in de paardensector. “Daarnaast wordt het platform ook belangrijk voor onderzoek naar de dieren met vergelijkbare spijsverteringsstelsels, zoals bijvoorbeeld ezels, en zelfs onderzoek naar runderen is erbij gebaat”, legt Hendriks uit.
