Voedingswetenschap moet antibiotica doen vergeten

Een ware revolutie. In de komende tien jaar worden de wetenschapsboeken herschreven. In die tendens werd nutrigenomics rond het millennium gepresenteerd. Een decennium later moet je concluderen dat het de hoge verwachtingen niet waar heeft kunnen maken. „Men heeft gedaan alsof het de oplossing voor alles is. Het is een techniek met potentie die een bijdrage aan de oplossing kan leveren.” Aan het woord is de Belgische professor Theo Niewold. De hoogleraar gezondheid & voeding aan de Universiteit van Leuven houdt zich bezig met de relatie tussen groei en gezondheid bij varkens.

Voortschrijdend inzicht
Nutrigenomics brengt in kaart wat de precieze effecten van componenten uit het voedsel op de genen in de cellen van organismen zijn (zie kadertekst ‘Wat gebeurt er in een cel?’). Door een gedetailleerde ontrafeling van het DNA en rekenmethodes wordt de activiteit van de genen in beeld gebracht. Nagegaan wordt welke stukjes DNA verantwoordelijk zijn voor bepaalde eigenschappen. Elk gen wordt aangeduid met een unieke combinatie van letters of cijfers.

Het in kaart brengen van een dataset kost veel tijd en geld. Bovendien ondervindt de wetenschap voortdurend hinder van voortschrijdend inzicht, stelt Niewold. „We weten nog niet altijd welke eiwitten waar verantwoordelijk voor zijn. Meer en meer komen we er achter dat eiwitten meerdere functies hebben. Al die functies zijn in een dataset vastgelegd en de betrouwbaarheid hiervan in de humane wetenschap is redelijk hoog.

Bij varkens beweren sommige critici dat 20 procent van de data is vervuild. Mensen en varkens tonen heel veel overeenkomsten met elkaar en beide individuen bevatten rond de 24.000 genen. Het gevolg is dat de genen van beide organismen veel op elkaar lijken en moeilijk van elkaar zijn te onderscheiden wat de betrouwbaarheid van de databank niet ten goede komt.”

Achter de schermen
Een organisatie die zich de laatste jaren nadrukkelijk bezighoudt met nutrigenomics is Alltech. Het Amerikaanse bedrijf maakt voeradditieven voor de veevoerindustrie. Sinds twee jaar beschikken ze over een laboratorium waar het onderzoek naar de invloed van voeding op genen wordt verricht.

Freek van Essen geeft als technisch verkoopmanager van Alltech aan dat de studie je een kijkje achter de schermen gunt. „Vroeger was het zo als je onderzoek deed naar bijvoorbeeld de invloed van voeding op vruchtbaarheid, je het dier wat voer gaf en vervolgens keek je wat het deed met de vruchtbaarheid. Nutrigenomics geeft ons de mogelijkheid om een kijkje in het dier te nemen. Waarom verbetert de vruchtbaarheid? Wat voor een proces vindt er in het lichaam plaats?

Als belangrijkste tool in de voedingswetenschap gebruikt Alltech genechips. „Een genechip is een microchip die je de mogelijkheid biedt om van maximaal 40.000 genen de genexpressie te meten. De genexpressie wil zeggen hoe elk gen reageert op voedingscomponenten.”

Opvolgers amgb’s
De Belgische hoogleraar Niewold is met behulp van nutrigenomics aan het onderzoeken welke voercomponenten de inmiddels vier jaar geleden verboden algemene groeibevorderaars (amgb’s) kunnen vervangen. De belangrijkste onderzoeksvragen zijn: Wat doen amgb’s? Waarom stimuleren deze antibiotica de groei? Hoe remmen ze de ontsteking en welke genen zijn erbij betrokken? „Een ontsteking zorgt voor een scheve energieverhouding.

In plaats dat de energie wordt benut voor de groei, neemt de ontsteking energie in beslag. Bovendien remt een ontsteking de eetlust en zorgt voor een afbraak van de spieren. Het varken, net als elk ander organisme, herbergt altijd enige ontstekingsvorm. Het is de kunst ervoor te zorgen dat de ontsteking niet wordt opgejaagd. Sinds het verbod op amgb’s in het voer, zie je een trend bij achterblijvende technische resultaten in de varkenshouderij.

De hoeveelheid voeding of samenstelling is in onbalans wat de ontsteking opjaagt. Veel opvolgers van de amgb’s hebben niet aan de verwachtingen voldaan. Vele alternatieve middelen zijn de laatste tijd in de belangstelling gekomen. Er heerst een trend van: als het een antimicrobiële werking heeft dan is het goed voor de gezondheid van het varken. Dat is volgens mij niet het werkingsmechanisme van de amgb’s. Die werken direct ontstekingremmend.”

Varken zelf kijken
„We proberen nu natuurlijke componenten te vinden die invloed uitoefenen op genen met een ontstekingremmende werking”, legt Niewold uit. „Per varkensras of –lijn meten we de ontstekingseiwitten in het bloed. Het geeft ons een bevestiging van het vermoeden dat we hebben. Bepaalde voedingscomponenten zorgen dat genen bij een ontsteking omlaag gaan in genexpressie. Een veevoederfirma is de eerste praktijkproeven aan het doen en die zijn veelbelovend.”

Alltech heeft onlangs een voedingscomponent op de markt gebracht dat pretendeert de genen positief te beïnvloeden die voor een betere darmgezondheid zorgen. Van Essen geeft aan dat het product Actigen geïsoleerd wordt uit gistcelwanden. „Bepaalde fracties van gistcelwanden hebben invloed op de genenclusters die enzymen en stressproteïnen produceren en mede verantwoordelijk zijn voor de darmgezondheid.”

„Via nutrigenomics kunnen we sneller verschillende fracties testen voordat we de meest interessante in praktijkproeven gaan toetsen. In de praktijk zien we met Actigen een betere groei, lagere voederconversie en een verminderd antibioticagebruik. We zien het product als een volwaardige vervanger van de amgb’s.”

Naast het vervangen van amgb’s kan de techniek nutrigenomics breder worden ingezet. Zo verricht Theo Niewold onderzoek naar het effect van voeding op E. coli en Salmonella. „Dit bevindt zich meer aan de preventiekant. Hoe kunnen we beide verschijnselen door middel van voedselcomponenten voorkomen? We maken bij alle onderzoeken gebruik van de combinatie van nutrigenomics en door naar het varken zelf te kijken. Het duurt langer, maar het voordeel van deze werkwijze is dat als er wat uitkomt, het een hogere betrouwbaarheid geeft.”

Wat gebeurt er in een cel?
De belangrijkste genetische eigenschappen bij organismen zijn vastgelegd in DNA. Het DNA bevindt zich in een cel in de vorm van chromosomen. Deze chromosomen kunnen wel miljoenen basenparen bevatten. De basenparen zijn de verbinding tussen twee DNA strengen. Op een chromosoom bevinden zich tientallen tot honderden genen.

Genen bestaan uit één of meer DNA-sequenties. Een sequentie is een unieke volgorde van basenparen die een code (A, T, C en G, zie illustratie) van twee nucleotiden vormt. Er zijn vele verschillende sequenties mogelijk die allen afzonderlijk erfelijke informatie verschaffen. Waar de DNA de informatie en instructies prijsgeeft, zorgt de mRNA voor de brug naar het eiwit die de taken uitvoert.

Door middel van mRNA worden de juiste eiwitten in de juiste hoeveelheden aangemaakt. Daarmee vindt aansturing plaats van celprocessen zoals celdood, celhechting en celdeling. Als de functie van deze eiwitten is verstoord, kan dat leiden tot kwalen.