Kein leeres Versprechen

Glutengehalt bei Weizen reduziert

24.11.2017 | von Redaktion Pflanzenforschung.de

Lebensmittel aus Weizen sind für Zöliakiekranke tabu. Grund sind die Gliadine, die eine Unterfraktion der Glutene bilden. (Bildquelle:© Pixounaut/Pixabay.com/CC0)
Lebensmittel aus Weizen sind für Zöliakiekranke tabu. Grund sind die Gliadine, die eine Unterfraktion der Glutene bilden. (Bildquelle:© Pixounaut/Pixabay.com/CC0)

 „Frei-von“-Produkte erfreuen sich wachsender Beliebtheit bei Verbrauchern. Wie passt die Meldung zum „glutenfreien Weizen“ da in das Bild? Steckt mehr dahinter als buchstäblich nur ein leeres Versprechen? Trend hin oder her, der Hintergrund ist ernst: Die Zahl der Betroffenen von Zöliakie steigt und wurde lange unterschätzt, nicht nur in Deutschland.

Der Markt um glutenfreie Lebensmittel ist in den letzten Jahren rapide gestiegen. Die Rede ist von einem regelrechten Boom. Getragen wird dieser auch von immer mehr Menschen, die freiwillig auf Gluten verzichten, obwohl sie es eigentlich nicht müssten. Die Lebensmittelwirtschaft hat diesen Trend erkannt und reagiert. Doch wie bei jedem Hype ist irgendwann Schluss. Zurückbleiben werden in diesem Fall dann jene, die aufgrund ihrer genetischen Veranlagung nicht anders können, als auf alles zu verzichten, was Gluten enthält. Vor allem Produkte aus Weizen (Triticum aestivum) sind tabu. Oder gilt das bald nicht mehr? Könnten weizenhaltige Produkte bald im selben Regal wie die zöliakiegerechten Lebensmittel angeboten werden?

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Dreidimensionale Struktur von Gliadin. Das Reserveprotein kommt im Gluten vor, dem sogenannten Klebereiweiß vieler Getreidearten.

Dreidimensionale Struktur von Gliadin. Das Reserveprotein kommt im Gluten vor, dem sogenannten Klebereiweiß vieler Getreidearten.

Bildquelle: © own work/Wikimedia.org/Public Domain

Ursachen der Überreaktion bekämpfen

Vor kurzem ist es gelungen, den Glutengehalt bei Brot- und Hartweizen deutlich zu reduzieren. Von „glutenfreiem Weizen“, wie es in der Berichterstattung oft hieß, kann streng genommen aber nicht die Rede sein. Denn im Fokus stand nur eine Gluten-Fraktion, die Gliadine. Sie spielen bei der Auslösung der Überreaktion des Immunsystems bei der Zöliakie eine dominierende Rolle. Bei den Gliadinen handelt es sich um die alkohollösliche Fraktion des Klebereiweiß Gluten. Im aktuellen Fall ging es zunächst einmal nur um die Variante der a-Gliadine. Daneben gibt es noch b-, g- und w-Gliadine.

Gen-Tandem auf Kollisionskurs

Dass es mit konventionellen Methoden bislang nicht klappte, Weizensorten mit wenig oder kaum Gliadinen zu züchten, lag weniger am fehlenden Wissen (z.B. über die verantwortlichen Gene), sondern an der Komplexität des genetischen Backgrounds. Allein an der Produktion der a-Gliadine sind rund 100 Gene beteiligt. Diese sind, wie Fahrradfahrer auf einem Tandem, auf drei Chrosomomen (6A, 6B, 6D) hintereinander angeordnet. Gemeinsam produzieren sie ein Peptid aus 33 Aminosäuren, das über ein Dutzend Bindungsstellen (Epitope) besitzt, von denen jede in der Lage ist, eine Autoimmunreaktion auszulösen.

CRISPR/Cas als Notbremse

Nun wurde das „Tandem“ mithilfe der CRISPR/Cas-Technologie ausgebremst. Um die molekularen Scheren an die richtige Position zu lotsen, nutzten die Forscher hochkonservierte Genabschnitte in direkter Nachbarschaft der a-Gliadingene. Das Ergebnis waren 21 Weizenlinien (15 Brotweizen- und sechs Hartweizenlinien) mit deutlich weniger a-Gliadinen. Antikörpertests zeigten, dass die Immunreaktivität um bis zu 85% niedriger war als bei der Kontrollgruppe.

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Bei Zöliakiekranken sind die Zotten der Dünndarmschleimhäute deutlich abgeflacht. Dies führt dazu, dass die Nährstoffaufnahme beeinträchtigt wird, was zu den charakteristischen Mangelerscheinungen führt. Normalerweise ist die Schleimhaut mit einer Vielzahl von fingerförmigen Zotten bestückt.

Bei Zöliakiekranken sind die Zotten der Dünndarmschleimhäute deutlich abgeflacht. Dies führt dazu, dass die Nährstoffaufnahme beeinträchtigt wird, was zu den charakteristischen Mangelerscheinungen führt. Normalerweise ist die Schleimhaut mit einer Vielzahl von fingerförmigen Zotten bestückt.

Bildquelle: © Deutsche Zöliakie Gesellschaft e.V.

Der Grundstein ist gelegt

Um noch einmal auf den Punkt mit der Schwierigkeit der Entwicklung neuer Weizensorten zurückzukommen. Die Züchtung von gliadinarmen Weizen gelang im Prinzip schon 2010, damals per RNA-Interferenz (RNAi). Doch erst die CRISPR/Cas-Technologie ermöglichte nun die Erzeugung eines stabilen und vererbbaren Merkmals, das sich für die Einkreuzung in Weizen-Elitesorten anbietet.

Bis die ersten glutenfreien Weizenprodukte im Supermarkt auftauchen werden, wird es aber noch etwas dauern. Schließlich steht an erster Stelle die Unbedenklichkeit für Zöliakiepatienten und noch sind längst nicht alle relevanten Gliadin-Gene stillgelegt. Dies gilt für die a-Gliadine ebenso wie für die b- und g-Gliadine, um die es in der Studie noch nicht ging. Auch muss sich der glutenfreie Weizen noch bei der Produktion und Zubereitung von Lebensmitteln als geeignet erweisen. Für die Backeigenschaft von Weizenmehl ist z.B. der Glutenanteil entscheidend, u. a. für die Wasserbindung und Elastizität des Teigs oder die Krusten- und Krumenbildung.

Aufgrund der allgemein hohen Dunkelziffer von Zöliakiepatienten und der Tatsache, dass Gliadine auch bei anderen ernährungsbedingten Krankheitsbildern eine Rolle spielen, weist der eingeschlagene Weg wohl aber in die richtige Richtung. Dies gilt nicht nur für Deutschland, sondern auch andere Regionen der Welt. Der Fokus liegt auf Europa, wo rund 1 % der Bevölkerung an Zöliakie leiden. Spannend ist auch, ob und wie sich die Methode auf andere Getreidearten übertragen lässt.

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