Welk gluten is goed voor darm en deeg?

Coeliakie Buikpijn, diarree, vermoeidheid – 1 à 2 procent van de bevolking wordt ziek van gluten. Maar zonder gluten is brood niet lekker. Genetisch veranderen van tarwe kan het probleem oplossen, maar dat mag weer niet van de Europese Unie.

Foto Getty Images

Hij voelt wat vettig en sponsachtig aan, de boterham zonder gluten van Albert Heijn. En de korst is niet knapperig. Het brood lijkt haast meer te zijn opgedroogd dan gebakken.

Mensen met coeliakie moeten glutenvrije producten eten omdat gluten een afweerreactie in hun darmen veroorzaakt.

Probleem: het maken van brood zonder gluten is lastig. Zonder gluten rijst het deeg niet. Bakkers en wetenschappers experimenteren wat af met vervangende ingrediënten, maar het ultieme alternatief is nog niet gevonden.

Biotechnologen proberen gluten te maken die goed is voor deeg én darm. Aurélie Jouanin is een van hen. Zij bewerkte het DNA van tarwe zodat in de toekomst producten met gluten erin die het brood laten rijzen en toch veilig gegeten kunnen worden door mensen met coeliakie. „Ik hoop dat we in 6 à 7 jaar de plant hebben die we willen”, zegt ze. Jouanin promoveerde in januari aan de universiteit in Wageningen.

Gluten komt voor in tarwe, gerst, rogge en spelt. Het is een verzamelnaam voor twee groepen eiwitten: gliadines en glutenines. Vooral glutenines in tarwe zijn cruciaal bij het maken van goed brooddeeg. Ze zorgen voor de elasticiteit en sterkte van het deeg. Bij het kneden met water ontvouwen de lange eiwitketens van glutenines zich en vormen verbindingen met elkaar. Daardoor ontstaat een netwerk waarin gasbelletjes, geproduceerd door gist, opgesloten blijven zitten. Het maakt brood luchtig. Gliadine-eiwitten zijn bij het bakken iets minder belangrijk, maar dragen wel bij aan de stroperigheid van het deeg.

Gliadines zijn de eiwitten waar mensen met coeliakie niet tegen kunnen. Preciezer gezegd: het immuunsysteem reageert op kleine stukjes aan de buitenkant van het gliadine-eiwit: epitopen.

Tijdens de vertering sijpelen wat stukjes eiwit door de wand van de dunne darm heen. Het immuunsysteem herkent daarop de epitopen en reageert met een ontstekingsreactie, waarbij ontstekingsstoffen vrijkomen die de cellen van de darmwand aanvallen. De darmwand gaat daardoor ‘lekken’ en darmvlokken verschrompelen. En vervolgens kunnen nog meer stukjes gliadine-eiwit door de darmwand heenpiepen, wat het probleem verergert. Daarnaast neemt het lichaam uit zo’n ontstoken darm minder goed voedingsstoffen op uit voedsel.

Voor coeliakiepatiënten resulteert dit in buikpijn, een opgezwollen buik, vermoeidheid, diarree of gewichtsverlies. Geschat wordt dat 1 tot 2 procent van de bevolking aan coeliakie lijdt. Er is geen geneesmiddel voor, alleen het vermijden van gluten helpt.

Geen makkelijk leven

Een glutenvrij leven is niet bepaald makkelijk. Gluten zit in veel producten uit de supermarkt verwerkt als additief. In soepen en sauzen bijvoorbeeld, als bindmiddel. Maar het staat niet altijd goed op de verpakking. Daarnaast zijn glutenvrije producten soms vier keer zo duur en zijn de alternatieven niet even gezond. Ze bevatten vaak meer suiker, vet of gommen, en minder vezels. Om nog even terug te komen op de glutenvrije boterham van Albert Heijn, deze bevatte onder andere kikkererwtenmeel, zetmeel van tapioca en aardappel, voedingsvezels van psyllium en inuline en wat suiker.

Het zou mooi zijn als er tarwe zou bestaan dat wél gluten bevat, maar níét die schadelijke epitopen. Het bewerken van het tarwegenoom is echter geen makkelijke klus. Het is vijf keer groter dan het menselijke genoom. Daarnaast komen de zeven chromosomen van tarwe elk in zesvoud voor. Ook bevat het veel herhalingen in het DNA, wat het lastig maakt genbewerkingen te doen en te controleren of die bewerkingen daadwerkelijk gelukt zijn.

Lees ook We weten nog niet waar crispr knipt

Biotechnoloog Aurélie Jouanin, die tegenwoordig bij een veredelingsbedrijf in Duitsland werkt, probeerde het toch. Met crispr-cas9, een techniek om in DNA te kunnen knippen, probeerde ze het DNA dat codeert voor epitopen te veranderen, om zo tarwe te maken die geen immuunreactie oproept.

Crispr-cas9 bestaat uit twee onderdelen: een stuk gids-RNA dat in het DNA van tarwe kan zoeken naar een beoogd doel, in dit geval de genen die coderen voor de gliadines met epitopen waar coeliakiepatiënten niet tegen kunnen. En het enzym cas9 dat DNA-strengen daar kan doorknippen. De cel ziet een knip als schade en zal die meteen herstellen. Bij die reparatie verdwijnen of veranderen er soms wat stukjes DNA, waardoor het DNA niet meer codeert voor een schadelijke epitoop.

In tarwe coderen ongeveer 200 genen voor epitopen waar coeliakiepatiënten niet tegen kunnen. Tijdens haar promotie lukte het Jouanin om 29 van die genen aan te passen.

Brood heeft Jouanin nog niet van haar tarwe gebakken. In Spanje zijn onderzoekers al wel in die testfase. De Spaanse biotechnoloog Francisco Barro van de Universiteit in Córdoba laat mensen al bewerkte tarweproducten eten. Met een andere gen-bewerkingstechniek voorkwam hij de aanmaak van bijna alle gliadine-eiwitten in de tarwekorrels. „Op een akker van 0,3 hectare hebben we dit speciale tarwe laten groeien. Dat leverde duizend kilo meel op”, vertelt hij aan de telefoon. Het verbouwen van genetisch gemodificeerde gewassen is streng gereguleerd in de Europese Unie. Maar bij hoge uitzondering kreeg hij een vergunning.

Van dat meel liet Barro broden bakken, die hij gebruikte voor een kleinschalig experiment. Hij liet elf patiënten die slecht tegen gluten kunnen (maar niet die ernstige allergische reactie hebben van mensen met coeliakie) een week lang gliadinevrij brood eten, afkomstig van zijn akker. Zij ervoeren geen lichamelijke klachten. De bacteriesamenstelling in hun darm verbeterde zelfs: enkele bacteriën die vaak voorkomen bij darmontstekingen namen af in hoeveelheid, en bacteriën die juist goed zijn voor de uitwisseling van voedingsstoffen in de darm kwamen vaker voor.

Reden voor Barro om het gliadinevrije brood ook op coeliakiepatiënten te testen. Dat experiment loopt nog, hij wil er nog niks over zeggen.

Naast het genetisch bewerken van tarwe, is er ook een zoektocht gaan de naar het optimale brood zonder de traditionele gluten bevattende tarwe. Zulk brood is vaak compact, en dat wil de consument niet. „De consument wil zachtheid”, zegt Filip van Bockstaele, voedingstechnoloog aan de Universiteit Gent. „Het kruim van brood mag niet te stroef in de mond voelen.”

In een zoektocht naar alternatieven voor gluten bakte hij brood met verschillende ingrediënten. Xanthaangom, guargom, gemodificeerde cellulose en appel- en bamboevezels. „Een testpanel beoordeelde de broden op mondgevoel, kauwgedrag, geur, sensorisch gevoel. En we keken naar kleur, volume, kruimstructuur, grootte van de gaten, veerkracht”, vertelt hij. „We hebben alleen nog steeds niet het beste gluten-alternatief gevonden.”

Terug naar het onderzoek van Jouanin in Wageningen. Zou de genetisch gemodificeerde tarwe ooit op de markt kunnen komen, wanneer over een paar jaar alle epitoop-genen aangepast zijn? „In Europa niet”, zegt Jouanin. „De Europese wetgeving ziet mijn bewerkte tarwe als genetisch gemodificeerd, ook al zijn er geen andere genen ingebracht.” Ze wijdt er een heel hoofdstuk van haar proefschrift aan.

Bij conventionele manier van veredeling, door te kruisen, te behandelen met chemicaliën of te bestralen, veranderen er veel meer genen. „Die technieken zijn wel toegestaan in de EU”, zegt Jouanin.

Zijn die technieken dan niet geschikt om tarwe veilig te maken voor coeliakiepatienten? Jouanin: „Nee, er zijn zoveel genen bij betrokken. Die traditionele veredelingstechnieken zijn niet precies genoeg.”

Lees ook:De code van ons brood is gekraakt