Forskere ved NMBU utvikler nå en «mini-mage» som simulerer fordøyelsen hos laks i laboratoriet. Målet er å kunne teste nye fôrtyper uten å bruke dyreforsøk.
Norge er verdens største produsent av oppdrettslaks, men dagens fôr er ressurskrevende å produsere og kan gi miljøutfordringer. Hvis ingrediensene i fôret ikke brytes godt nok ned i laksens fordøyelsessystem, slippes næringsstoffene ut i sjøen. Dette kan gi negative effekter på miljøet rundt merdene, mens laksen vokser saktere og verdifulle næringsstoffer går tapt.
En kjøttetende art som laksen trenger en proteinrik diett, noe som gjør det viktig å identifisere nye proteinrike fôringredienser som kan fungere som alternativer til fiskemel, som blir stadig mer begrenset i tilgjengelighet.
Stipendiat ved NMBU, Martin Larsen, jobber nå med å utvikle en modell som simulerer fordøyelsen hos laks, slik at nye fôringredienser kan testes raskt, rimelig og uten dyreforsøk.
Kan redusere behovet for fiskeforsøk
– Eksperimenter med fisk er kostbare og tar mye tid. Modellen vår skal brukes til å vurdere om nye ingredienser egner seg som fôrkomponenter. Dersom den viser at en råvare har lav fordøyelighet, kan kunnskapen benyttes til å avgjøre om ingrediensen bør inkluderes i det hele tatt, eller i en mindre grad, sier Larsen.
Når det gjelder dyrevelferd kan modellen bli et verdifullt verktøy for å redusere behovet for fiskeforsøk og antall forsøksdyr.
– Hvis modellen gir et pålitelig bilde av i hvilken grad en ny ingrediens fordøyes, og avdekker at en råvare ikke er så lovende som antatt, kan man i mange tilfeller velge å droppe omfattende og kostbare forsøk på fisk. Dette vil være positivt med tanke på reduksjon i bruk av forsøksdyr samtidig som det reduserer kostnader for industrien.
Enzymkompetanse avgjørende
Larsen er del av et forskningsmiljø på NMBU med høy kompetanse på enzymer, en type proteiner som er viktige i kjemiske reaksjoner i levende organismer, deriblant i fordøyelse av mat og fôr.
Men hvorfor er det viktig å kunne noe om enzymer for å bidra til mer bærekraftig laksefôr?
– Det er enzymene i fordøyelsessystemet som bryter ned fôret laksen spiser, slik at næringsstoffene frigjøres og kan tas opp i tarmen. For å utvikle modellen vår må vi identifisere hvilke enzymer som har de viktigste funksjonene, og kartlegge hvilke betingelser som gir optimal aktivitet. Det er også avgjørende å forstå hvordan enzymene samspiller, slik at modellen gir et så realistisk bilde som mulig av fordøyelsesprosessene hos laks, sier Larsen.
Se intervju med Martin Larsen på LinkedIn (video: Sintef)
«Mini-mage» på laboratoriet
I den nye modellen undersøker NMBU-forskerne hva som skjer under fordøyelsen i en kunstig «mini-mage» i laboratoriet. Små beholdere fylles med fôringredienser, og forskerne tilsetter enzymer og væsker som etterligner forholdene i laksens mage og deler av tarmen. På denne måten kan de styre viktige faktorer som temperatur, surhetsgrad (pH) og saltinnhold for å etterligne det som skjer langs laksens fordøyelseskanal når fôret brytes ned.
Tilnærming er unik sammenlignet med tidligere forskning.
– Per i dag finnes det ingen skreddersydde løsninger som enkelt og billig simulerer fordøyelse av nye fôringredienser for lakseindustrien. Det finnes mer avanserte og spesialiserte modeller, men disse er ofte kostbare og lite tilgjengelige, sier Larsen.
– Vår modell skal være enkel å bruke, men treffsikker. Den skal fungere som et praktisk verktøy for oppdrettsnæringen og være utformet på en måte industrien faktisk vil ha nytte av. Den skal ikke kreve unødvendig dyre eller kompliserte løsninger, samtidig som den er robust og pålitelig.
Samarbeid med industrien svært viktig
Prosjektet er en del av Senter for Forskningsdrevet Innovasjon: Industriell Bioteknologi (SFI-IB). Fôrprodusenten Skretting er industripartner.
– Jeg har to biveiledere fra Skretting i prosjektet og deres støtte har vært avgjørende for gjennomføringen. Skretting har også levert råmaterialene nødvendig for å utvikle in vitro-modellen, samt en rekke andre ressurser, for ikke å nevne gode råd og tilbakemeldinger, sier Larsen.
– Det har vært svært verdifullt å være del av SFI-IB, et omfattende nettverk av spesialister og eksperter som generøst gir faglige innspill og konstruktive tilbakemeldinger. I tillegg er jeg godt plassert i forskningsgruppen PEP ved NMBUs fakultet for kjemi, bioteknologi og matvitenskap, omgitt av dyktige kolleger og fagpersoner jeg alltid kan rådføre meg med.
Larsen håper industrien kan ta modellen i bruk allerede i 2026.
– Modellen er fortsatt under utvikling og det er vanskelig å si nøyaktig når den vil være klar til bruk for industrien. Likevel, vi har god progresjon og jeg antar å ha en utgave av modellen industrien kan ta i bruk før sommerferien 2026, forteller han.
– Modellen kan ikke erstatte alle fôringsforsøk, men den kan bidra til å gjøre færre og mer målrettede forsøk, påpeker Sabina Leanti La Rosa, som er Larsens hovedveileder.
Fakta:
Om forskningen
- I sitt doktorgradsprosjekt ved NMBU skal Martin Larsen utvikle enin vitro fordøyelsesmodell som laksenæringen kan benytte for å raskt og billig undersøke fordøyeligheten av nye ingredienser til laksefôr.
- Arbeidet gjennomføres i forskningsgruppen PEP - The Protein Engineering and Proteomics Group ved fakultet for kjemi, bioteknologi og matvitenskap. Veiledere ved NMBU er: Sabina Leanti La Rosa (hovedveileder), Vincent Eijsink, Svein Jarle Horn
- Prosjektet er en del av Senter for Forskningsdrevet Innovasjon: Industriell Bioteknologi (SFI-IB).
- Fôrprodusenten Skretting er industripartner. Larsen har to biveiledere fra Skretting i prosjektet, Gunvor Kristin Lien Baardsen og Piotr Lisik.