FESITEC–ImmuAssess: Ein Tandem-Ex-vivo-Modell zur Bewertung funktioneller Futterzusatzstoffe bei Wiederkäuern

Weiterer Forschungskontext. In Anbetracht der Notwendigkeit, Tierversuche zu reduzieren, andererseits aber auch Lösungen zu finden, um die Wirkungsweise funktioneller Futtermittelzusatzstoffe zu entschlüsseln, um die Gesundheit und das Wohlbefinden der Tiere zu verbessern, planen wir in dem eingereichten Antrag die Etablierung eines innovativen Tandem-Ex-vivo-Modells. Das Modell wird aus zwei Teilen bestehen: Der erste Teil ist eine angepasste Simulation des Pansens unter Verwendung von Kot, da die Pansenfermentation bei der Bewertung der Auswirkungen von Futtermittelzusatzstoffen bei Wiederkäuern unbedingt berücksichtigt werden muss. Der zweite Teil wird die Kultivierung von primären Immunzellen aus Rinderblut sein, um dem Tier so nahe wie möglich zu kommen, aber auch um kontrollierte In-vitro-Tests zu ermöglichen. Zielsetzungen. Unser Hauptziel ist es, die Wirkungsweise funktioneller Futtermittelzusatzstoffe bei Wiederkäuern mit Hilfe eines Ex-vivo-/in-vitro-Modells zu erforschen, um umfangreiche Fütterungsversuche zu reduzieren und später auch zu ersetzen. Da der Pansen das Tor zur gesamten Wiederkäuerforschung ist, müssen wir die Fermentation von Futtermittelzusatzstoffen im Pansen berücksichtigen. Deshalb wollen wir eine neue Ex-vivo-Methode etablieren, die Kot als Substrat verwendet. In einem zweiten Teil werden wir die immunmodulatorischen Eigenschaften von fermentierten Futtermittelzusatzstoffen im Vergleich zu einer direkten Wirkung der reinen Substanzen auf primäre adaptive Immunzellen in vitro testen. Methoden. Wir werden die Pansensimulationstechnik (Rusitec) so anpassen, dass sie für ein fäkales Inokulum geeignet ist. Um die Leistung des etablierten Rusitec mit der des neu zu entwickelnden Fesitec vergleichen zu können, werden wir das Redoxpotential, die SCFA- und Ammoniak-Stickstoff-Konzentrationen messen, um das tageszeitliche Fermentationsmuster zu bewerten. Die mikrobielle taxonomische Zusammensetzung und Diversität des Inokulums und der Bioreaktoren wird mittels 16S-DNA-Sequenzierung bestimmt. Wir werden die mikrobielle Fermentationsaktivität umfassend charakterisieren, was für eine eingehende Bewertung der Eignung notwendig ist. Der fermentierte Output des Fesitec-Systems wird dann als Inokulum für die primäre Immunzellkultur genutzt. Die Substanzen werden entweder mit dem in WP1 entwickelten Fesitec-System verstoffwechselt oder nicht, und die immunmodulierende Kapazität wird durch die Phänotypisierung von Immunzellen mit Hilfe der Durchflusszytometrie und die Messung der Proliferation mit einem Live-Cell-Imaging-System (Incucyte S3) bewertet. Um die zugrundeliegenden Signalwege zu verstehen, ist eine Sequenzierung von Immunzellen, sowie die Charakterisierung des Sekretoms geplant. Innovation. Wir werden leicht zugänglichen Kot anstelle des bisher verwendeten Pansensaftes verwenden, der nur durch invasive Methoden am Tier gewonnen werden kann. Der Tandem-Einsatz des neu entwickelten Fesitec-Systems in Verbindung mit der Kultivierung von primären Immunzellen wird es uns ermöglichen, die Wirkungsweise potenziell immunmodulierender Futtermittelzusatzstoffe zu bewerten, ohne große Fütterungsversuche an Tieren durchführen zu müssen.

FWF Ersatzmethoden für Tierversuche

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