Weizensensitivität: Einfluss von Weizensorten und Weizenanbau auf die angeborene Immunität

Die Nicht-Zöliakie-Weizensensitivität (NCWS) ist eine immunologische Reaktion auf den Verzehr von Weizen, nach Ausschluss einer Zöliakie oder Weizenallergie. An NCWS leiden zwischen 2 % und 10 % der weizenkonsumierenden Personen. Sie wird durch eine Reaktion des angeborenen Immunsystems auf Weitenproteine ausgelöst. Die Familie der Amylase-Trypsin Inhibitoren (ATIs) wurde unlängst als Auslöser der angeborenen Immunreaktion gegen Weizen identifiziert. Weizen-ATIs aktivieren den Toll-like Rezeptor 4 (TLR4)-MD2-CD14 Komplex, und führen so zu der Freisetzung entzündlicher Zytokine in dendritischen Zellen>Makrophagen>Monozyten und zu Reifung dendritischer Zellen. Nur ATIs aus glutenhaltigen Getreiden (Weizen, Roggen, Gerste) besitzen eine relevante TLR4 stimulierende Aktivität. Mit der (weizenhaltigen) Nahrung aufgenommene ATIs können dosisabhängig Autoimmunerkrankungen und Allergien in experimentellen Modellen verstärken. Deshalb ist die Bestimmung des ATI-Gehalts, der ATI-Bioaktivität, und der ATI-Genregulation in modernen und alternativen Weizensorten von besonderer Bedeutung. Bisher wurde lediglich eine Weizensorte aus der USA ausgiebig mittels Transkriptom- und Proteomanalyse untersucht. Die Expression der Weizengene und -proteine hängt besonders von der Sorte und den Anbaubedingungen ab. Deshalb sind Untersuchungen mit einer grossen Zahl von Weizensorten unter verschiedenen Anbaubedingungen nötig, um die Regulation der ATI-Expression besser zu verstehen und den Anbau gesünderer Weizensorten zu ermöglichen.

Unser Projekt vereint die Expertise der Biomedizin, der Forschung zu Weizenzüchtung und -anbau, der Genetik und der Proteomik, um die Regulation der Weizen-ATIs, sowie ihre in vitro und in vivo Effekte auf die angeborenen und adaptive Immunität zu untersuchen. 160 Weizensorten, von modernen Elitesorten bis zu wichtigen alten Sorten, werden an drei verschiedenen Orten in Deutschland angebaut. Die Ernteproben werden auf die Qualitätskriterien der Weizenzüchter, auf ATI-Expression und –Regulation mittels fortgeschrittener Proteom- und genetischer Analysen, und mit zellbasierten Tests auf die TLR4-Aktivierung untersucht. Ausgewählte Proben werden für Fütterungsversuche in vivo eingesetzt. In Kombination mit einer breiten statistischen Analyse können wir so ein breites Spektrum an Weizensorten unter verschiedenen Anbaubedingungen charakterisieren, um für eine geringe ATI-Expression und –Bioaktivität zu selektieren. Dies sollte zum Anbau nur gering immunogener und gesünderer Weizenvarianten führen.