Ny strategi för utveckling av säkra livsmedel till glutenintoleranta: Kemisk modifiering av gluten för att hindra inbindning till vävnadstransglutaminas

Forskningsprojekt, 2013 – 2016

Celiaki eller glutenintolerans är en sjukdom som drabbar 3% av befolkningen i Europa. Sjukdomen karaktäriseras av kronisk inflammation i tunntarmen som uppkommer när man äter gluteninnehållande livsmedel t.ex. vetemjölsbaserade produkter. Den inflammatoriska reaktionen startar när glutenproteiner processas av vävnadstransglutaminas, ett enzym lokaliserat till tarmväggen. När processat gluten i tarmväggen kommer i kontakt med immunförsvaret reagerar genetiskt predisponerade individer med ett immunsvar. T-celler aktiveras och bildar cytokiner som skadar tarmväggen och B-celler aktiveras och mognar till antikroppsproducerande celler som bildar antikroppar mot gliadin och det egna enzymet transglutaminas. I detta projekt är målsättningen att hindra vävnadstransglutaminas att binda till glutenproteiner och därmed hindra den skadliga effekten. Detta skall vi göra genom att modifiera gluten på de ställen där transglutaminas binder, så att ingen bindning kan ske. Dessutom skall vi introducera zink i glutenproteinerna. Zink har visat sig hämma aktiviteten hos transglutaminas, och detta är då ytterligare ett sätt att effektivt hindra den skadliga processningen av gluten. Uppgiften kommer att utföras genom att modellera gluten med ett antal olika småmolekyler (inhibitorer) med hjälp av en metodik där man i datorn simulerar interaktioner mellan gluten och en mängd olika inhibitorer. När vi har hittat molekyler som binder på rätt sätt till gluten kommer vi att framställa modifierade glutenprotein i laboratoriet. För att simulera matspjälkningen av glutenproteinerna i magen använder vi en dator-styrd mag-tarm modell. De digererade glutenproteinerna, både modifierade och naturliga, kommer sedan att blandas med transglutaminas för att bekräfta ingen/mycket liten aktivitet hos enzymet. Målet är att minska transglutaminasaktiviteten med minst 90 %. De bästa glutenformuleringarna kommer sedan att testas för sin eventuella toxicitet i odlade humana tarmceller. I det sista steget kommer vi att verifiera att de modifierade glutenproteinerna inte orsakar aktivering av T-celler från individer med nydebuterad celiaki. Det finns ett stort behov av ett ökat och varierat utbud av livsmedel för den växande gruppen av glutenintoleranta. Utbudet av glutenfria produkter är begränsat och de är oftast hårda och har sämre smak eftersom de saknar de speciella egenskaper som glutenproteiner ger. Många naturligt glutenfria produkter är kontaminerade med gluten från tillverkningsprocessen och är därför giftiga för vissa glutenintoleranta. Det föreslagna forskningsprojektet är ett viktigt steg för att göra gluteninnehållande produkter tillgängliga också för glutenintoleranta.