artikel

Claims onderbouwen met een bioassay

Algemeen

Rechtvaardigen functionele groentesapjes die boordevol gezonde inhoudstoffen zitten een voedingsclaim? Een nieuwe bioassay die de respons van cellen op functionele tomateningrediënten kan meten, gaat daar hopelijk meer helderheid over verschaffen.

De industrie zit te springen om voedingsmiddelentesten die claims over werkzame ingrediënten in producten kunnen onderbouwen. Neem de groente- en fruitdrankjes die de laatste jaren de (koel)schappen overspoeld hebben. Bevat zo’n flesje inderdaad de dagelijkse portie groente en fruit die nodig is om fit te blijven?

Fabrikanten beweren op hun producten van wel, maar van wetenschappelijke zijde is hier een storm van kritiek op gerezen. Een bewerkt product is heel wat anders dan het verse equivalent, roepen onderzoekers. Bovendien is in de literatuur slechts een klein deel van de duizenden ‘gezondheidsbevorderende’ ingrediënten goed beschreven in epidemiologische en (dier)fysiologische studies. Brussel heeft inmiddels ook van zich laten horen. Sinds de EU-regels zijn aangescherpt, is het hanteren van een voedingsclaim aan strengere regels gebonden. Bedrijven zullen eerst met wetenschappelijk bewijs moeten komen dat hun product werkt.

Een nieuwe bioassay die nu in ontwikkeling is, kan daarbij helpen. Het Amsterdamse Biodetection Systems (BDS) coördineert dit project waar het (tomaten)veredelingsbedrijf Syngenta Seeds, de instituten RIKILT en Plant Research International (PRI) plus twee Wageningse vakgroepen bij betrokken zijn.

Bioactiviteit
De nieuwe test moet de respons van gezondheidsbevorderende stoffen in tomaten op cellen onder laboratoriumomstandigheden gaan bepalen. De bioassay levert een totaalgetal op dat maat is voor de bioactiviteit. Dat is wezenlijk anders dan de aanwezigheid van deze stoffen chemisch-analytisch aantonen. Een analyser kan nog zulke mooie spectra uitspuwen, als de stoffen niet beschikbaar zijn voor opname door de mens, is er ook geen gezondheidseffect te verwachten.

Een bioassay meet wezenlijk anders. Het systeem registreert alleen die stoffen die binden aan de receptoren van specifieke celkweken. Voor deze bioactiviteitsmeting worden recombinant-technieken ingezet om goed kweekbare en reproduceerbare cellijnen te plooien tot een specifiek meetsysteem. Is er een respons, dan komen de genen tot expressie. Die geactiveerde genen kunnen zichtbaar gemaakt worden met een luminiscentiereactie. De luminometer registreert de lichtsignalen en vertaalt ze naar een getal.

Voedingseffect
Het project richt zich op een brede groep plantenstoffen uit tomaten, waaronder flavonoïden. Deze groepen secundaire metabolieten staan bekend om hun sterke antioxidantwerking. Het samenspel van deze stoffen houdt planten tijdens de groei vitaal, maar de aanwijzingen stapelen zich op dat ze ook bescherming kunnen bieden tegen welvaartziektes bij mensen. Tomaten bevatten dergelijke stoffen in ruime mate, helemaal bij rassen die hierop veredeld zijn.

Het project moet duidelijk maken in hoeverre deze tomatenstoffen bij de mens een gezondheidseffect sorteren, na passage van het maagdarmkanaal en industriële bewerking. Dr. Bart van der Burg, wetenschappelijk directeur bij BDS legt uit: “We willen deze test niet alleen kunnen gebruiken voor selectie en veredeling van tomatenrassen, maar ook om erachter te komen wat die geweldige tomatensoort doet in het lichaam als hij in een flesje zit. Daarvoor moet je de biologische activiteit aantonen. Dat kan met een bioassay.

Nu kijkt de food-industrie chemisch-analytisch of bepaalde stoffen met een gunstig effect wel of niet in een product zitten. Wij trekken het breder. Met een biologische assay meet je geen losse stoffen, maar het voedingseffect op het organisme. De cellen in het meetsysteem fungeren daarin als een artificieel proefdier.”

Testprincipe
BDS heeft ruime ervaring in de opzet van bioassays. Het in 2001 opgerichte biotechnologiebedrijf lanceerde zeven jaar geleden een toxiciteitstest voor dioxines. Niet veel later volgden diverse testen voor hormonen. De Calux-test bood een alternatief voor screeningsmethoden met hoge resolutie gaschromatografie-massaspectrometrie: “Wat deze test doet is een inschatting maken van de toxiciteit van de dioxineverbindingen. Receptoren van de cellen geven door wat er goed en minder goed bindt en dat geeft uiteindelijk de som van de effecten van complexe mengsels van deze schadelijke verbindingen.”

Hetzelfde testprincipe wordt nu ingezet om gezondheidseffecten te bepalen. “De kunstjes voor het meten van toxines en hormonen vertalen we naar gunstige stoffen. Dat is voor ons een nieuwe stap die alles te maken heeft met de opkomst van functional foods. Voor je iets op de verpakking mag zetten, moet je het onderbouwen. Deze bioassay is daarin de eerste stap. Het is een voorscreening om gezondheidseffecten aan te tonen.”

‘High risk, high reward’
Bij de ontwikkeling van een bioassay bepaalt de combinatie van cellijnen en de hieraan gekoppelde receptoren, wat er gemeten kan worden. Eerst moet er daarom veel onderzoek plaatsvinden naar hoe de cellen reageren op de te meten stoffen, in dit geval tomateningrediënten. De resultaten van deze bioassay zullen worden vergeleken met epidemiologische en dierstudies die plaatsvinden buiten het project. De resultaten worden ingebouwd in het meetsysteem.

Uiteindelijk moet de ‘in vitro’-test zo natuurgetrouw mogelijk een ‘in vivo’-situatie nabootsen. Dat simuleren vergt complex onderzoek dat binnen dit project door ‘Wageningen’ wordt ingevuld. “Zo’n test wil je valideren met aanvullende studies, bijvoorbeeld proefdierstudies maar ook door de resultaten te vergelijken met chemisch-analytische bepalingen. Wij hebben ervaring met het doorlopen van de validatie van zo’n test, maar de R&D is vooral het terrein van de vakgroepen in Wageningen en Rikilt en PRI. Bij PRI zit bijvoorbeeld een lab voor grootschalige chemische analyse en metabolomics. Die kennis is nodig als wij een ‘in vitro’-test willen maken.”

Het project heeft een subsidie gekregen in het kader van Het Food & Nutrition Delta-innovatieprogramma. Een voorwaarde om erin te kunnen stappen, stelt Van der Burg. “De subsidie is essentieel om dit van de grond te krijgen. Het is typisch ‘high risk, high reward’. Dit project kost zo’n half miljoen euro per jaar.

Universiteiten moeten geïnteresseerd worden om er AIO’s op te zetten en er gaat veel werk zitten in de biotechnologieprojecten. Uiteindelijk zijn de totale projectkosten het dubbele van de subsidie, veel komt nog steeds uit eigen zak. Zouden we dit allemaal zelf moeten bekostigen, dan zou het voor ons bedrijf te risicovol worden.”

In licentie
Als alles volgens plan verloopt is de bioassay ergens in 2011 operationeel. Gevalideerd en wel. Om de investeringen terug te verdienen kunnen voedingsmiddelenbedrijven straks over de test beschikken. Daarover zijn binnen het consortium heldere afspraken gemaakt. Het wordt overigens geen testkit die even in een screener wordt gestoken. Daarvoor is het werken met gekweekte cellen te gecompliceerd en specifiek.

BDS zal de bioassays in eigen lab gaan uitvoeren, maar ook in licentie gaan uitgeven. “Bedrijven als Nestlé en Mars moeten deze test ook kunnen gebruiken. Iedereen wil producten maken die appelleren aan de gezondheid. Gezonde snacks met een claim, maar wel met een wetenschappelijke onderbouwing.”

Van der Burg ziet meer toepassingen, bijvoorbeeld batchgewijze kwaliteitscontrole. “Bedrijven willen al tijdens het proces weten of het product bioactieve bestanddelen bevat. Met deze test is de samenstelling van een batch te correleren met het gunstige patroon uit de tomatendatabase van de zaadveredelaar.” Verdere verfijning richting epidemiologische studies sluit hij niet uit. Zo is met de bioassay te testen of consumenten gezonde inhoudstoffen opnemen.

“Een celsysteem dat nu ontwikkeld wordt, kun je ook gebruiken om een bloeddruppel te testen. Test je in bloed, dan heb je bovendien de maagdarmpassage al gehad. Belangrijk bij het onderbouwen van claims. Chemisch-analytisch wordt het lastig. Dan zie je de ene stof omhoog komen, terwijl de ander omlaag gaat. Met sommetingen van een bioassay kun je er beter uitkomen.”

Reageer op dit artikel