De Wageningse kenniseenheid Animal Sciences en de Utrechtse faculteit Diergeneeskunde hopen bloot te leggen wat vanuit het maagdarmkanaal precies de triggers zijn voor laminitis, een pijnlijke ontstekingsreactie waardoor veel paarden en pony’s geëuthanaseerd worden.
In een paardenbuik kan veel misgaan. Ernstige aandoeningen zoals koliek (verzamelnaam voor buikpijn bij het paard) en diverse vormen van laminitis (ook wel bekend als hoefbevangenheid, zie kader) vinden hun oorsprong in dit gedeelte van het lichaam. Maar het is heel lastig vast te stellen wat er precies misgaat. Dat komt deels door de anatomie: met een slordige 20 meter aan dunne darm, een meter of 9 aan dikke darm en een blindedarminhoud van pakweg 35 liter is het lastig om de spreekwoordelijke vinger op exact de zere plek te leggen. Post mortem onderzoek biedt ook maar ten dele houvast. ‘Bij deze aandoeningen is juist de kinetiek, de snelheid waarmee nutriënten geabsorbeerd of afgebroken worden, een cruciale factor. Er treden bepaalde kettingreacties op die na intrede van de dood niet goed meer te analyseren zijn’, legt Wouter Hendriks, hoogleraar Diervoeding bij zowel WUR als UU, uit.
Hij leidt het gezamenlijk onderzoeksproject rond de spijsvertering van paarden, genaamd Bacin2Liver kreeg. Bacin2Liver zoekt z’n heil niet in het paardenlichaam, maar in het lab: het ontwikkelt een platform dat de paardspecifieke spijsvertering simuleert; zowel de vertering in de dunne darm als de fermentatie in de dikke darm en blindedarm. Hendriks: ‘We kijken naar de kinetiek die plaatsvindt, plus welke metabolieten de darmbacteriën aanmaken en hoe die de darm-leverwerking beïnvloeden. Dat doen we met organoïds, stamcellen van paarden die we hebben opgekweekt tot darm- of levercelsystemen. We onderzoeken hoe die reageren als het metabolisme verandert en daardoor toxines gevormd worden. We gaan dus ontzettend veel kennis genereren over detailprocessen in de spijsvertering.’ De gebruikte methode, de ‘in vitro gasproductietechniek’ (IVGPT), wordt al toegepast voor spijsverteringsonderzoek bij varkens, honden en katten.
Suikermetabolisme
Van paardachtigen is bekend dat fructanen en zetmeel een dubieuze rol kunnen spelen in de spijsvertering; dat ze het fermentatieproces in de dikke darm soms verstoren. Ook staat vast dat bepaalde paarden- en ponyrassen gevoeliger zijn voor laminitis dan andere – en die rassen zijn ook bevattelijker voor diabetes. Hendriks: ‘Uit eerder onderzoek weten we al dat het fout gaat in het suikermetabolisme.
Dit project draagt bij aan een proefdiervrije toekomst
Maar wat precies de ontstekingsreactie van laminitis in gang zet, is nog een black box. De organoïds moeten ons gaan vertellen wat er precies gebeurt met dat suikermetabolisme. Met ons platform kunnen we straks nauwkeurig onderzoeken hoe snel of langzaam bepaalde stoffen worden afgebroken, hoe goed of slecht de vertering verloopt en hoe ze de fermentatie beïnvloeden – dat kunnen allemaal indicaties zijn voor hoe laminitis precies ontstaat’, licht hij toe.
Hendriks verwacht met het Wagenings-Utrechtse onderzoeksteam te kunnen blootleggen onder welke voorwaarden welke stoffen in de darm ontstaan die de ontstekingsreactie van laminitis veroorzaken. ‘We hebben daar al wel ideeën bij: er vindt overgroei plaats van bepaalde micro-organismen die specifieke toxines maken als door fermentatie in de dikke darm de pH-waarde naar beneden duikt. De hamvraag is: welke toxines zijn dat dan? Als we dat via de organoïds kunnen ontrafelen, en wat de condities zijn waaronder het ontstaat, dan zouden we ook in staat moeten zijn te herleiden hoe dat valt te voorkomen.’
Openbaar platform
Naast het leggen van de laminitispuzzel heeft het Wagenings-Utrechtse project ook als doel een platform neer te zetten waarop onderzoekers op den duur verder kunnen bouwen, om nog meer processen in het paardenlichaam te kunnen nabootsen, vertelt Hendriks. ‘Dit project draagt bij aan een proefdiervrije toekomst.’ Een strak afgebakende taakverdeling is er niet, zegt hij.
Projecten met paarden zijn altijd zeer in trek
‘De organoïds zijn iets meer het terrein van Utrecht. WUR kan ze ook maken, maar Utrecht heeft meer ervaring met specifieke paardenorganoïds. En in vitro vertering ligt iets meer op het Wageningse pad. Maar we willen geen competitie; beide universiteiten doen wat nodig is om dit platform neer te zetten.’ Van geheimzinnigheid naar de buitenwereld is evenmin sprake. ‘We maken alles openbaar, tot en met de specificaties van de organoïds en de condities van de proeven aan toe. Zodat ook andere onderzoekers baat hebben bij onze opgedane kennis en inzichten.’
Het vierjarige project ontvangt een half miljoen euro van wetenschapsfinancier NWO. Daarnaast dragen de Sectorraad Paarden en een aantal voerproducenten financieel bij, voor in totaal 100 duizend euro. Met het projectbudget wordt ten minste één PhD-plaats bekostigd. Daarnaast hoopt Hendriks een bursaal te kunnen aantrekken, een promovendus met een beurs. Voor studenten zit er ook het nodige in het vat, verwacht hij. ‘Onderzoeksprojecten met paarden en gezelschapsdieren zijn altijd zeer in trek. In Wageningen komen die normaliter vrij weinig voor, maar dit project biedt ruime mogelijkheden voor onderzoeksprojecten voor masterstudenten.’
Hoefprobleem
Laminitis wordt ook wel hoefbevangenheid genoemd. Het is een ontstekingsreactie die de verbinding aantast tussen de hoefwand en de interne hoefstructuur. Die bestaat uit lamellen, die als een soort klittenband de hoefwand en de interne hoefstructuur bij elkaar houden. In ernstige gevallen laat die verbinding los. Daardoor kan binnenin de hoef een klein botje (het hoefbeen) gaan kantelen, dat in extreme gevallen zelfs de hoefzool perforeert. Het dier is dan meestal niet meer te redden. Ook in minder ernstige gevallen is laminitis zeer pijnlijk; paarden kunnen amper lopen en nemen een typische houding aan.
