Zöliakie: neue Daten zu den Auswirkungen von Gluten

Heute ist der Internationale Tag der Zöliakie. Zöliakie ist eine chronische Autoimmunerkrankung, die etwa 1 % der Weltbevölkerung betrifft. Sie wird durch den Verzehr von Glutenproteinen aus Weizen, Gerste, Roggen und einigen Hafersorten verursacht. Eine glutenfreie Ernährung schützt Patienten mit Zöliakie vor schweren Darmschäden.

Gemeinsam mit Kollegen konnte die Chemikerin Dr. Veronica Dodero von der Universität Bielefeld neue Details darüber herausfinden, wie bestimmte von Gluten abgeleitete Moleküle das Leaky-Gut-Syndrom bei Zöliakie verursachen.

Die wichtigste Entdeckung der Studie: Ein bestimmtes Proteinfragment, das während aktiver Zöliakie gebildet wird, bildet Nanostrukturen, sogenannte Oligomere und akkumuliert sich in einem Modell von Darmepithelzellen. Der technische Name dieses Moleküls lautet 33-mer deamidiertes Gliadinpeptid (DGP). Das Forschungsteam fand heraus, dass die Anwesenheit von DGP-Oligomeren die fest verschlossene Darmschleimhaut öffnen kann, was zum Leaky-Gut-Syndrom führt.

Die Studie wurde in der angewandten Chemie International Edition veröffentlicht.

Weizenpeptide, die Leaky Gut verursachen

Wenn wir Weizen essen, kann unser Körper die Glutenproteine nicht vollständig abbauen. Dies kann zur Bildung großer Glutenfragmente (Peptide) in unserem Darm führen. In Fällen von aktiver Zöliakie haben Forscher herausgefunden, dass das beim Menschen vorhandene Enzym Gewebetransglutaminase 2 (tTG2) ein bestimmtes Glutenpeptid modifiziert, was zur Bildung eines 33-mer DGP führt. Dies geschieht normalerweise in einem Teil unseres Darms, der Lamina propria genannt wird. Neuere Forschungen haben jedoch gezeigt, dass dieser Prozess auch in der Darmschleimhaut stattfinden kann.

Eine Elektronenmikroskopieaufnahme aus der Studie zeigt das problematische 33-Mer-DGP-Peptid mit scharfen Strukturen, die die Darmbarriere öffnen können. Quelle: Universität Bielefeld

„Unser interdisziplinäres Team hat die Bildung von 33-Mer-DGP-Oligomeren mithilfe hochauflösender Mikroskopie und biophysikalischer Techniken charakterisiert. Wir fanden eine erhöhte Durchlässigkeit in einem Modell von Darmzellen, wenn sich DGP ansammelt“, berichtet Dr. Maria Georgina Herrera, Erstautorin der Studie. Sie ist Forscherin an der Universität von Buenos Aires in Argentinien und war Postdoktorandin an der Universität Bielefeld.

Wenn die Darmbarriere durchbrochen ist

Das Leaky-Gut-Syndrom tritt auf, wenn die Darmschleimhaut durchlässig wird, wodurch schädliche Substanzen in den Blutkreislauf gelangen können, was zu Entzündungsreaktionen und verschiedenen Krankheiten führt. Im Fall von Zöliakie gibt es Debatten über die frühen Stadien der erhöhten Durchlässigkeit. Die führende Theorie besagt, dass chronische Entzündungen bei Zöliakie zu einem Leaky-Gut-Syndrom führen.

Es gibt jedoch eine zweite Theorie, die besagt, dass die Auswirkungen von Gluten auf die Darmschleimhautzellen die Grundursache sind. Dieser Ansicht zufolge schädigt Gluten direkt die Zellen der Darmschleimhaut und macht sie durchlässig, was zu chronischen Entzündungen führt und bei anfälligen Personen möglicherweise Zöliakie auslöst.

Da Gluten jedoch täglich konsumiert wird, stellt sich die Frage, was die molekularen Auslöser sind, die bei Patienten mit Zöliakie zu einem durchlässigen Darm führen? Wenn Oligomere des 33-mer DGP gebildet werden, können sie das epitheliale Zellnetzwerk schädigen, wodurch Glutenpeptide, Bakterien und andere Toxine massenhaft in den Blutkreislauf gelangen können, was zu Entzündungen und im Falle von Zöliakie zu einer Autoimmunreaktion führt.

„Unsere Ergebnisse untermauern die medizinische Hypothese, dass die durch Glutenpeptide verursachte Störung der Epithelbarriere die Ursache und nicht das Ergebnis der Immunreaktion bei Patienten mit Zöliakie ist“, sagt Erstautorin Dr. Veronica Dodero von der Fakultät für Chemie der Universität Bielefeld.

Der Zusammenhang zwischen 33-mer DGP und Zöliakie

Humane Leukozytenantigene (HLA) sind Proteine, die sich auf der Oberfläche von Körperzellen befinden. Sie spielen eine wichtige Rolle im Immunsystem und helfen ihm, zwischen eigenen Zellen und fremden Substanzen wie Bakterien oder Viren zu unterscheiden.

Bei Zöliakie sind zwei spezifische HLA-Proteine, nämlich HLA-DQ2 und HLA-DQ8, stark mit der Krankheit assoziiert. Das 33-mer DGP passt perfekt zu HLA-DQ2 oder HLA-DQ8 und löst eine Immunreaktion aus, die zu einer Entzündung und Atrophie der Zotten des Dünndarms führt. Diese starke Interaktion macht DGP zu dem, was Wissenschaftler als Superantigen bezeichnen. Für Menschen mit Zöliakie ist eine glutenfreie Ernährung die einzige lebenslange Therapie.