ERC-StG 101040437 - GLUTENOMICS

Weizen ist eine der zentralen Säulen für die Ernährungssicherheit weltweit, doch die Häufigkeit weizenbezogener Erkrankungen (WRD) nimmt zu. Zusammengenommen können Zöliakie, nicht-zöliakiebedingte Glutensensitivität und Weizenallergie bis zu 10 % der europäischen Bevölkerung betreffen. Die Ursachen für diesen Anstieg sind noch unbekannt, beinhalten jedoch ein komplexes Zusammenspiel zwischen proteolytisch resistenten, immunreaktiven Glutenpeptiden (GIP) aus Weizen, Roggen und Gerste, dem menschlichen Immunsystem sowie bislang unbekannten Adjuvanzien.

Gesamte GIP können nach dem Verzehr von Gluten mithilfe von Immunoassays in menschlichem Plasma, Urin und Stuhlproben (Biosamples) nachgewiesen werden. Die genauen molekularen Strukturen dieser Peptide sind jedoch bislang nicht geklärt, da spezifische analytische Methoden fehlen.

Das Projekt GLUTENOMICS hat zum Ziel, die molekularen Strukturen der GIP in menschlichen Biosamples aufzuklären und Faktoren zu analysieren, die deren Identität und Menge bestimmen. Ich beabsichtige, dies durch eine Kombination verschiedener Ansätze zu erreichen, um die analytischen Herausforderungen zu bewältigen:
i) Aufbau einer umfassenden Datenbank zu GIP und Untersuchung von Faktoren, die die Verdaulichkeit von Glutenproteinen beeinflussen,
ii) Entwicklung und Validierung proteomischer Methoden zum Nachweis von GIP in menschlichen Biosamples und
iii) Etablierung von Zusammenhängen zwischen dem GIP-Profil von Rohmaterialien, Lebensmitteln und menschlichen Biosamples.

Meine zentrale Hypothese lautet, dass Struktur und Gehalt von Gluten dessen Verdaulichkeit bestimmen – was wiederum zu unterschiedlichen GIP-Profilen in Biosamples von gesunden Personen und WRD-Patienten führt.

Das einzigartige Methodenset, das ich entwickeln werde, soll ein grundlegend neues Verständnis darüber ermöglichen, wie Proteinstrukturen die Verdaulichkeit steuern und wie die daraus entstehenden Peptide den menschlichen Verdauungstrakt durchlaufen. Mein Ziel ist es, auf Basis dieser Erkenntnisse getreidebasierte Lebensmittel gezielt verträglicher zu gestalten, um das erstmalige Auftreten von WRD zu verhindern. Über Getreide hinaus eröffnet GLUTENOMICS bedeutendes Innovationspotenzial zur Förderung der menschlichen Gesundheit durch systematisch strukturierte, isolierte oder designte Nahrungsproteine.

Weizen ist ein wichtiges Grundnahrungsmittel, aber immer mehr Menschen reagieren empfindlich darauf. Bis zu 10 % der Europäer könnten von Erkrankungen wie Zöliakie, Glutenunverträglichkeit oder Weizenallergie betroffen sein. Warum das so ist, ist noch unklar. Vermutet wird, dass bestimmte schwer verdauliche Eiweißstücke im Gluten (sogenannte GIP) in Verbindung mit dem Immunsystem eine Rolle spielen.

Das Forschungsprojekt "GLUTENOMICS" will herausfinden, wie genau diese Gluten-Eiweißstücke aussehen, wie sie im Körper entstehen und warum manche Menschen sie schlechter vertragen. Dafür sollen neue Messmethoden entwickelt und geprüft werden. Ziel ist es, besser zu verstehen, wie sich die Eiweißstruktur im Getreide auf die Verdauung auswirkt.

Langfristig soll das helfen, Getreideprodukte verträglicher zu machen und so Erkrankungen vorzubeugen. Die Erkenntnisse könnten auch darüber hinaus genutzt werden – etwa für gesündere Eiweißquellen in der Ernährung insgesamt.

ERC

Starting Grant