Forschung

Das CD-Labor für Mykotoxin-induzierte Metabolomveränderungen und Biomarker in der Nutztierhaltung (CDL-MyMetaboMarker) hat zum Ziel, durch Mykotoxine induzierte Veränderungen des Metaboloms von Nutztieren zu untersuchen und verbesserte Biomarker für die Nutztierhaltung zu entdecken. Mykotoxine wie Deoxynivalenol (DON) und Ochratoxin A (OTA) sind weit verbreitete Kontaminanten in Tierfutter, die erhebliche Gesundheits- und Produktivitätsprobleme bei Nutztieren verursachen. Während Expositions-Biomarker für DON und OTA etabliert sind, beschränken sich diese auf die Bewertung der jüngsten Exposition und liefern keine Einblicke in langfristige biologische Störungen oder gesundheitliche Auswirkungen. Im CDL-MyMetaboMarker sollen Effektbiomarker für DON und OTA in Nutztieren identifiziert werden, indem Ferkel über mehrere Wochen kontrolliert verschiedenen Mykotoxin-Konzentrationen im Futter ausgesetzt werden. Anschließend werden biologische Proben wie Blut, Plasma, Speichel, Urin und Kot mittels LC-MS-basierter Metabolomik analysiert, um dosis-, zeit- und toxinspezifische Veränderungen im endogenen Metabolitenprofil zu erfassen. Die gewonnenen Daten werden mit klassischen statistischen Methoden sowie Machine-Learning-Verfahren ausgewertet, um potenzielle Biomarker-Kandidaten zu identifizieren. Diese Kandidaten werden danach in weiteren Tierstudien auf Robustheit, Wiederholbarkeit und Spezifität validiert. Langfristig sollen die identifizierten Biomarker zur Untersuchung kombinierter Toxizitätseffekte sowie zur Bewertung der Wirksamkeit von Mykotoxin-Inaktivatoren eingesetzt werden. Damit zielt die Forschung darauf ab, die frühzeitige Erkennung von Mykotoxin-Exposition zu verbessern, langfristige gesundheitliche Auswirkungen besser zu bewerten und die Entwicklung sicherer Futtermittelzusätze zu unterstützen, um die Gesundheit und Produktivität von Nutztieren nachhaltig zu fördern.

Das CD-Labor für Mykotoxin-induzierte Metabolomveränderungen und Biomarker in der Nutztierhaltung (CDL-MyMetaboMarker) hat zum Ziel, durch Mykotoxine induzierte Veränderungen des Metaboloms von Nutztieren zu untersuchen und verbesserte Biomarker für die Nutztierhaltung zu entdecken. Mykotoxine wie Deoxynivalenol (DON) und Ochratoxin A (OTA) sind weit verbreitete Kontaminanten in Tierfutter, die erhebliche Gesundheits- und Produktivitätsprobleme bei Nutztieren verursachen. Während Expositions-Biomarker für DON und OTA etabliert sind, beschränken sich diese auf die Bewertung der jüngsten Exposition und liefern keine Einblicke in langfristige biologische Störungen oder gesundheitliche Auswirkungen. Im CDL-MyMetaboMarker sollen Effektbiomarker für DON und OTA in Nutztieren identifiziert werden, indem Ferkel über mehrere Wochen kontrolliert verschiedenen Mykotoxin-Konzentrationen im Futter ausgesetzt werden. Anschließend werden biologische Proben wie Blut, Plasma, Speichel, Urin und Kot mittels LC-MS-basierter Metabolomik analysiert, um dosis-, zeit- und toxinspezifische Veränderungen im endogenen Metabolitenprofil zu erfassen. Die gewonnenen Daten werden mit klassischen statistischen Methoden sowie Machine-Learning-Verfahren ausgewertet, um potenzielle Biomarker-Kandidaten zu identifizieren. Diese Kandidaten werden danach in weiteren Tierstudien auf Robustheit, Wiederholbarkeit und Spezifität validiert. Langfristig sollen die identifizierten Biomarker zur Untersuchung kombinierter Toxizitätseffekte sowie zur Bewertung der Wirksamkeit von Mykotoxin-Inaktivatoren eingesetzt werden. Damit zielt die Forschung darauf ab, die frühzeitige Erkennung von Mykotoxin-Exposition zu verbessern, langfristige gesundheitliche Auswirkungen besser zu bewerten und die Entwicklung sicherer Futtermittelzusätze zu unterstützen, um die Gesundheit und Produktivität von Nutztieren nachhaltig zu fördern.

Mykotoxine sind toxische Sekundärmetabolite bestimmter Schimmelpilze und stellen ein zentrales Risiko für die Sicherheit von Lebens- und Futtermitteln dar. Ein erheblicher Anteil globaler Agrarprodukte ist kontaminiert, häufig auch unterhalb regulatorischer Grenzwerte. Trotz umfassender Präventionsmaßnahmen ist eine vollständige Eliminierung von Mykotoxinen nicht möglich. Zudem zeigen Studien, dass selbst Konzentrationen unterhalb der EU-Leitwerte subklinische Effekte bei Nutztieren hervorrufen können, etwa metabolische Störungen, Immunsuppression und Leistungseinbußen. Diese Effekte bleiben häufig unerkannt. Ein zentrales Defizit ist das Fehlen verlässlicher, dosisabhängiger Effektbiomarker, mit denen frühe oder chronische Mykotoxinbelastungen, Kombinationswirkungen mehrerer Toxine sowie die Wirksamkeit von Entigftungsstrategien beurteilt werden können. Metabolomics bietet hierfür großes Potenzial, erfordert jedoch robuste bioinformatische Auswerte- und Validierungsstrategien. Ziel dieses Vorprojekts ist es, die methodischen, analytischen und regulatorischen Grundlagen für eine nachfolgendes CD-Labor zu schaffen. Zentrale Arbeitspakete sind (i) die Entwicklung und Etablierung bioinformatischer Workflows zur Auswertung komplexer Metabolomics- und Foodomics-Daten, (ii) die Erstellung und Einreichung eines Tierversuchsantrags für kontrollierte Expositionsstudien in Schweinen sowie (iii) die Aufreinigung und analytische Charakterisierung definierter Mykotoxine, insbesondere Deoxynivalenol and Ochratoxin A. Durch diese vorbereitenden Arbeiten wird die Basis für systematische Tierstudien gelegt, die in der Folge die Identifikation, Validierung und Anwendung robuster Effektbiomarker ermöglichen sollen.