Im Labor für Gewebekultur, einem engen, rot beleuchteten Raum, reihen sich auf den Regalbrettern dicht an dicht Petrischalen. Darin liegen Calli, unförmige Klumpen aus gentechnisch verändertem Gewebe, das die Forscher aus Weizenkörnern gewonnen haben. Nur die Klimaanlage surrt leise. Hier, am Institut für Phytopathologie und angewandte Zoologie der Universität Gießen, arbeitet Gregor Langen an der Entwicklung einer Weizensorte, die auch für Menschen mit Glutenunverträglichkeit geeignet ist.
"Diese Calli, die jetzt gentechnisch verändert worden sind, regenerieren dann wieder zu kleinen Pflanzen das heißt aus so etwas – hier ein etwas späteres Stadium – entwickeln sich wieder ganz normale Getreidepflanzen."
Normalerweise ist Gluten völlig harmlos. Gluten, das auch Klebereiweiß genannt wird, sorgt dafür, dass der Teig beim Backen gut zusammenhält und die Luftblasen einschließt, die die Hefe bildet. Nur dank Gluten lässt sich Weizenmehl zu Brot, Gebäck und Pasta verarbeiten.
Für Zöliakiepatienten dagegen ist Gluten Gift, es zerstört ihre Darmschleimhaut. Eine Therapie gibt es nicht, deshalb müssen Betroffene ein Leben lang auf alle Nahrungsmittel verzichten, die Weizen, Roggen, Gerste, Hafer oder Dinkel enthalten. Nur wenige Getreidesorten sind von Natur aus glutenfrei, Mais und Reis zum Beispiel. Aber Brot aus Reis- oder Maismehl wird nicht locker und cross, sondern eher gummiartig – gerade weil das Klebereiweiß fehlt.
Bei der Suche nach einem Getreide, das die Backeigenschaften von Weizen hat, dabei aber keine Zöliakiebeschwerden auslöst, kam den Forschern in Gießen ein glücklicher Umstand Zuhilfe:
"Diese Klebereiweiße werden in der Pflanze auf mit zwei verschiedenen Mechanismen reguliert. Und die für Zöliakiepatienten nicht geeigneten Klebereiweiße werden anders reguliert in der Pflanze als die unbedenklichen Klebereiweiße und wir versuchen jetzt die eine Gruppe der Gene auszuschalten."
Das Klebereiweiß des Weizens besteht nicht nur aus einem, sondern über hundert verschiedenen Proteinen. Das ist viel mehr als nötig. Sowohl für das Gedeihen der Pflanze als auch fürs Brotbacken reicht im Grunde ein einziges Protein, wenn es in ausreichender Menge vorhanden ist. Und auch die Zöliakie löst nur eine bestimmte Gruppe von Proteinen aus. Deshalb können Wissenschaftler über gentechnische Methoden so in die Produktion der Klebereiweiße eingreifen, dass in der Weizenpflanze nur ungiftige Proteine hergestellt werden.
"Was wir jetzt haben sind die ersten Pflanzen, die jetzt tatsächlich wachsen, das heißt die ersten Körner werden in den nächsten Monaten da sein, und die werden dann entsprechend getestet, ob sie die gewünschten Eigenschaften haben."
Das ist allerdings nur die erste Generation der Pflanzen. Anschließend muss der veränderte Weizen geprüft werden. Taugt er zum Backen? Wächst die Pflanze genauso gut wie herkömmlicher Brotweizen? Vertragen ihn Zöliakiepatienten? Wenn alle Kriterien erfüllt sind, sollen marktreife Weizensorten mit exakt denselben genetischen Merkmalen wie die Laborpflanzen gezüchtet werden.
"Die Technik die dahinter steckt ist das Tilling, das erlaubt uns gezielt Mutationen in Genom zu identifizieren sodass wir, ohne dass die Pflanzen im Feld getestet werden, schon entsprechende Mutanten, Pflanzen mit einer veränderten Genstruktur in bestimmten Genen, zu identifizieren."
Im Grunde könnten auch die gentechnisch veränderten Pflanzen direkt verwendet werden. Aber die sind vom Konsumenten nicht erwünscht – Gentechnik auf dem Teller hat einen schlechten Ruf. Deswegen nehmen die Forscher einen Umweg über gentechnikfreie Züchtungsmethoden in Kauf, auch wenn das Kreuzen und Testen der verschiedenen Mutanten sehr viel Zeit in Anspruch nimmt. Mindestens zehn Jahre wird es dauern, bis es einen marktreifen Weizen ohne zöliakieauslösendes Gluten gibt, schätzt Gregor Langen.
Von so veränderten Getreidesorten würden nicht nur Zöliakiepatienten profitieren: Glutenunverträglichkeit wird, wie eine Allergie, von denselben Eiweißbestandteilen ausgelöst, die später die Darmbeschwerden verursachen.
"Wenn wir also den Reiz verringern könnten, bestünde auch die Hoffnung, dass tatsächlich weniger Menschen an Zöliakie erkranken."
Deshalb hoffen die Forscher um Gregor Langen, dass der nicht zöliakie-toxische Weizen irgendwann auch im großen Stil angebaut und verarbeitet wird. Möglicherweise ließen sich dann auch neue Zöliakieerkrankungen vermeiden.
"Das ist die Hoffnung, die wir haben, dass tatsächlich dieser Weizen großflächig in den Anbau geht und sowohl für Nicht-Zöliakiepatienten wie für Zöliakiepatienten genauso geeignet ist. Sprich, das wäre dann unser täglich Brot."
"Diese Calli, die jetzt gentechnisch verändert worden sind, regenerieren dann wieder zu kleinen Pflanzen das heißt aus so etwas – hier ein etwas späteres Stadium – entwickeln sich wieder ganz normale Getreidepflanzen."
Normalerweise ist Gluten völlig harmlos. Gluten, das auch Klebereiweiß genannt wird, sorgt dafür, dass der Teig beim Backen gut zusammenhält und die Luftblasen einschließt, die die Hefe bildet. Nur dank Gluten lässt sich Weizenmehl zu Brot, Gebäck und Pasta verarbeiten.
Für Zöliakiepatienten dagegen ist Gluten Gift, es zerstört ihre Darmschleimhaut. Eine Therapie gibt es nicht, deshalb müssen Betroffene ein Leben lang auf alle Nahrungsmittel verzichten, die Weizen, Roggen, Gerste, Hafer oder Dinkel enthalten. Nur wenige Getreidesorten sind von Natur aus glutenfrei, Mais und Reis zum Beispiel. Aber Brot aus Reis- oder Maismehl wird nicht locker und cross, sondern eher gummiartig – gerade weil das Klebereiweiß fehlt.
Bei der Suche nach einem Getreide, das die Backeigenschaften von Weizen hat, dabei aber keine Zöliakiebeschwerden auslöst, kam den Forschern in Gießen ein glücklicher Umstand Zuhilfe:
"Diese Klebereiweiße werden in der Pflanze auf mit zwei verschiedenen Mechanismen reguliert. Und die für Zöliakiepatienten nicht geeigneten Klebereiweiße werden anders reguliert in der Pflanze als die unbedenklichen Klebereiweiße und wir versuchen jetzt die eine Gruppe der Gene auszuschalten."
Das Klebereiweiß des Weizens besteht nicht nur aus einem, sondern über hundert verschiedenen Proteinen. Das ist viel mehr als nötig. Sowohl für das Gedeihen der Pflanze als auch fürs Brotbacken reicht im Grunde ein einziges Protein, wenn es in ausreichender Menge vorhanden ist. Und auch die Zöliakie löst nur eine bestimmte Gruppe von Proteinen aus. Deshalb können Wissenschaftler über gentechnische Methoden so in die Produktion der Klebereiweiße eingreifen, dass in der Weizenpflanze nur ungiftige Proteine hergestellt werden.
"Was wir jetzt haben sind die ersten Pflanzen, die jetzt tatsächlich wachsen, das heißt die ersten Körner werden in den nächsten Monaten da sein, und die werden dann entsprechend getestet, ob sie die gewünschten Eigenschaften haben."
Das ist allerdings nur die erste Generation der Pflanzen. Anschließend muss der veränderte Weizen geprüft werden. Taugt er zum Backen? Wächst die Pflanze genauso gut wie herkömmlicher Brotweizen? Vertragen ihn Zöliakiepatienten? Wenn alle Kriterien erfüllt sind, sollen marktreife Weizensorten mit exakt denselben genetischen Merkmalen wie die Laborpflanzen gezüchtet werden.
"Die Technik die dahinter steckt ist das Tilling, das erlaubt uns gezielt Mutationen in Genom zu identifizieren sodass wir, ohne dass die Pflanzen im Feld getestet werden, schon entsprechende Mutanten, Pflanzen mit einer veränderten Genstruktur in bestimmten Genen, zu identifizieren."
Im Grunde könnten auch die gentechnisch veränderten Pflanzen direkt verwendet werden. Aber die sind vom Konsumenten nicht erwünscht – Gentechnik auf dem Teller hat einen schlechten Ruf. Deswegen nehmen die Forscher einen Umweg über gentechnikfreie Züchtungsmethoden in Kauf, auch wenn das Kreuzen und Testen der verschiedenen Mutanten sehr viel Zeit in Anspruch nimmt. Mindestens zehn Jahre wird es dauern, bis es einen marktreifen Weizen ohne zöliakieauslösendes Gluten gibt, schätzt Gregor Langen.
Von so veränderten Getreidesorten würden nicht nur Zöliakiepatienten profitieren: Glutenunverträglichkeit wird, wie eine Allergie, von denselben Eiweißbestandteilen ausgelöst, die später die Darmbeschwerden verursachen.
"Wenn wir also den Reiz verringern könnten, bestünde auch die Hoffnung, dass tatsächlich weniger Menschen an Zöliakie erkranken."
Deshalb hoffen die Forscher um Gregor Langen, dass der nicht zöliakie-toxische Weizen irgendwann auch im großen Stil angebaut und verarbeitet wird. Möglicherweise ließen sich dann auch neue Zöliakieerkrankungen vermeiden.
"Das ist die Hoffnung, die wir haben, dass tatsächlich dieser Weizen großflächig in den Anbau geht und sowohl für Nicht-Zöliakiepatienten wie für Zöliakiepatienten genauso geeignet ist. Sprich, das wäre dann unser täglich Brot."