Toward celiac-safe foods - Investigation of the interaction between transglutaminase 2 and gluten

Doctoral thesis, 2018

Celiaki, även känt som glutenintolerans, är en kronisk autoimmun sjukdom som drabbar ungefär 1-2% av befolkningen. Sjukdomen innebär att glutenproteiner som finns i vete, och liknande proteiner i råg och korn, utlöser en immunreaktion vilket leder till en inflammation i tunntarmen och därmed också ett försämrat näringsupptag. Celiaki kan utvecklas när som helst i livet och symptomen kan variera kraftigt, både i typ och intensitet. De klassiska symptomen inkluderar exempelvis magont och diarré, men avsaknad av dessa symptom är vanligt och många har istället diffusa symptom. Idag är den enda behandlingsmetoden för celiaki att hålla sig till en glutenfri kost, vilket innebär exkludering av alla produkter som innehåller vete, råg eller korn. Dessvärre har en glutenfri kost flera nackdelar. Glutenfria produkter är oftast dyrare, svårare att hitta, de upplevs ofta som sämre smakmässigt och de kan ha ett sämre näringsinnehåll. Att långsiktigt följa en glutenfri kost är svårt, speciellt bland individer som inte har så tydliga symptom, vilket är bekymmersamt då obehandlad celiaki ökar risken för flera allvarliga komplikationer och sjukdomar.

Denna avhandling fokuserar på interaktionen mellan gluten och ett naturligt förekommande enzym som finns i kroppen. Enzymet, som kallas transglutaminas 2, kan utföra en förändring av specifika aminosyror i delar av glutenproteinet, vilket gör att dessa betydligt effektivare kan presenteras för immunförsvarets celler och därmed utlösa en reaktion. Transglutaminas 2 är oerhört viktig för utvecklingen av celiaki och är också den komponent i kroppen som attackeras med autoantikroppar under den pågående immunresponsen. Flera olika sätt att mäta interaktionen mellan transglutaminas 2 och gluten har studerats och hur man skulle kunna förhindra den. Fermentering av vete med mjölksyrabakterier har i tidigare studier visat sig kunna bryta ned gluten, men våra resultat visar att det krävs en omfattande nedbrytning och en noggrann kontroll. En typisk surdegsjäsning resulterar sannolikt i en ofullständig nedbrytning av gluten, som absolut inte lämpar sig för konsumtion av personer med celiaki. Vi har istället studerat möjligheten att blockera de ställen på gluten som transglutaminas binder in till. Genom datorsimuleringar fann vi att askorbylpalmitat har potential att binda in till gluten på dessa ställen, vilket också bekräftades i laboratorieexperiment. Askorbylpalmitat utvärderades även i en mänsklig tarmcellinje, för att ta reda hur väl en kombination tillsammans med gluten tolereras av tarmcellerna, med positiva resultat som följd. Även ileostomiprover från människa har studerats, alltså prover som tagits från slutet av tunntarmen. Syftet var att se hur gluten bryts ned i verkligheten i mage och tunntarm och om processning med hjälp av extrudering har en påverkan. Detta har aldrig tidigare studerats i människa. Preliminära resultat visar sämre nedbrytning av proteinet vid konsumtion av extruderad produkt och att oavsett processning var viktiga glutenproteiner intakta. Interaktionen mellan transglutaminas 2 och gluten är kritisk för celiaki och i denna avhandling har flera strategier för att förhindra denna undersökts. Askorbylpalmitat har visat stor potential för detta och förhoppningen är att askorbylpalmitat i framtiden ska kunna användas för att skapa gluteninnehållande produkter som är säkra för personer med celiaki att äta.