Digitale “tweeling” voorspelt metabolisme 

Wat als een computer kan voorspellen hoe jouw lichaam reageert op een bord pasta of een ontbijt met yoghurt en fruit? In onderzoeksproject MetaboTwin werken wetenschappers van Wageningen University & Research (WUR) en de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) aan een digitaal model van het menselijk metabolisme.

Van maaltijd tot metabolisme

Na een maaltijd veranderen onder andere de bloedglucose-, insuline- en vetwaarden in het bloed. Deze postprandiale reacties laten zien hoe goed het lichaam voedingsstoffen verwerkt. Als die reacties vaak ongunstig zijn, kan dat op de lange termijn het risico verhogen op ziekten zoals diabetes type 2 en hart- en vaatziekten. Voor het project gebruiken de onderzoekers een geavanceerd computermodel dat kan voorspellen hoe iemands lichaam reageert op echte, alledaagse maaltijden.

Verschillende reacties op hetzelfde voedsel

Opvallend is dat mensen heel verschillend kunnen reageren op hetzelfde voedsel. De reden waarom de ene persoon sterke bloedglucosepieken krijgt na een maaltijd en een ander nauwelijks, is nog niet volledig duidelijk. Bij glucosereacties spelen niet alleen de hoeveelheid koolhydraten een rol, ook andere factoren zoals vet, eiwit, vezels en textuur hebben invloed. ‘In dit project willen we deze interacties ontrafelen, waarbij we zowel individuele verschillen als maaltijdkenmerken meenemen, om te begrijpen hoe verschillende voedingsmiddelen het metabolisme na de maaltijd bij verschillende mensen beïnvloeden’, aldus onderzoeker Anouk Gijbels (WUR).

Van meten naar voorspellen

Om beter te begrijpen hoe ons metabolisme reageert, meten onderzoekers in de gebruikelijke gecontroleerde voedingsstudies hoe mensen reageren op maaltijden zoals we die in het dagelijks leven eten. Omdat deze traditionele methoden tijdrovend, kostbaar en belastend zijn, maken de onderzoekers nu gebruik van slimme computermodellen om de reacties op maaltijden te voorspellen. In eerdere samenwerkingen ontwikkelden WUR en TU/e al een model voor reacties op gestandaardiseerde testmaaltijden. Met MetaboTwin is dit uitgebreid naar realistische maaltijden met verschillende soorten eiwit, vezels en texturen.

Metabolisme tweeling

De nieuwe meetgegevens worden gecombineerd met bestaande voedingsdata. Zo ontstaat een digitale “metabolisme-tweeling”. Hiermee kunnen de onderzoekers simuleren hoe iemand op bepaalde maaltijden reageert, zonder steeds nieuwe experimenten met mensen te hoeven doen. ‘Digitale tweelingen worden in de techniek al veel gebruikt om systemen zoals vliegtuigmotoren of productieprocessen te simuleren en te optimaliseren”, legt professor Natal van Riel (TU/e) uit. ‘Maar het menselijk lichaam is vele malen complexer dan welke machine dan ook. Met MetaboTwin combineren we biologie, wiskunde en kunstmatige intelligentie om een virtuele kopie van het menselijk metabolisme te maken. Dit model kan ons helpen te begrijpen, te voorspellen en uiteindelijk te verbeteren hoe ons lichaam reageert op voeding’.

Bron: WUR