Andy Sacks / Getty Images
Belangrijkste leerpunten
- Om het aantal allergenen in voedingsmiddelen zoals tarwe en pinda's te verminderen, wijzigen wetenschappers genetisch de genetische code die allergene eiwitten creëert.
- Het proces omvat het strippen van allergene eiwitten zoals die welke gluten in tarwe bevatten.
- CRISPR-technologie stelt wetenschappers in staat allergenen te elimineren door de genetische code van de plant te veranderen.
In de VS heeft een op de 10 volwassenen en een op de 13 kinderen voedselallergieën, en het aantal neemt alleen maar toe. De zogenaamde "Big Eight", een groep planten, waaronder tarwe, pinda's en sojabonen, veroorzaakt 90% van de voedselallergieën. volgens het Amerikaanse ministerie van landbouw (USDA).
Om het probleem te verlichten, gaan wetenschappers naar de bron door planten genetisch te modificeren om minder allergenen te produceren.Sachin Rustgi, PhD, assistent-professor moleculaire veredeling aan de Clemson University in South Carolina, werkt aan het verminderen van het glutengehalte van tarwe om het eetbaarder te maken voor mensen met coeliakie en glutengevoeligheden. Hij presenteerde het onderzoek van zijn team tijdens de ASA-CSSA-SSSA Annual Meeting 2020 in november.
Rustgi groeide op in India en herinnert zich dat mensen in zijn gemeenschap last hadden van "zomerdiarree" in de warmere maanden, wanneer mensen vaak tarwebrood eten in plaats van brood op basis van maïs. Pas onlangs begonnen experts het fenomeen toe te schrijven aan wijdverspreide coeliakie en glutenongevoeligheid. Hij hoopt dat mensen door het creëren van hypoallergene tarwevariëteiten het zich kunnen veroorloven om tarweproducten te consumeren zonder dat ze dure medicijnen nodig hebben.
"Als we het voedsel kunnen verbeteren en dat zal helpen om een of andere aandoening te verminderen, is dat, denk ik, een gemakkelijke oplossing in plaats van daadwerkelijk medicijnen of iets dergelijks te vinden, want dat komt neer op de kosten van levensonderhoud", vertelt Rustgi aan Verywell .
Hortense Dodo, PhD, oprichter en hoofdwetenschapper bij IngateyGen, een voedseltechnologiebedrijf gevestigd in North Carolina, werkt al decennia aan het ontwerpen van een hypoallergene pinda. Ze zegt dat ze erkent dat mensen met een pinda-allergie een "zeer stressvol leven" leiden, en hoopt dat haar werk een aantal van de uitdagingen in verband met voedselallergieën kan verlichten.
"We willen ervoor zorgen dat we gloednieuwe oplossingen bedenken om de spanning, de vreselijke angst en emotie voor de gezinnen te verminderen wanneer ze een kind hebben dat allergisch is voor pinda's," vertelt Dodo aan Verywell.
Wat dit voor u betekent
Onderzoekers hebben met succes verschillende allergeenvrije gewassen gemaakt waarvan wordt aangetoond dat ze veilig zijn voor consumptie. Deze gewassen moeten echter lange goedkeuringsprocessen door regelgevende instanties doorlopen en bewijzen dat ze levensvatbaar zijn op commerciële markten. Deskundigen zeggen dat wanneer allergeenvrij voedsel in de handel verkrijgbaar komt, het belangrijk zal zijn dat het op de juiste manier wordt geëtiketteerd, zodat consumenten het product kunnen begrijpen.
Engineering van een veiliger fabriek
Wanneer iemand voedsel zoals een pinda niet verdraagt, zeggen mensen vaak dat ze gewoon een 'pinda-allergie' hebben. Deze ongevoeligheid, zegt Dodo, kan echter worden toegeschreven aan een of meerdere allergene eiwitten in de plant. Pinda's hebben bijvoorbeeld 16 eiwitten waarvan is aangetoond dat ze allergische reacties veroorzaken.
In zijn poging om een hypoallergene pindaplant te ontwikkelen, gebruikte het onderzoeksteam van Dodo een techniek voor het bewerken van genen om de belangrijkste allergenen te verwijderen, hoewel er enkele kleine allergenen blijven bestaan.
"We begonnen ons werk te concentreren op het belangrijkste allergeen", zegt Dodo. "We hebben de pindaplant die aanzienlijk minder allergisch is."
Vroege pogingen om allergene gewassen genetisch te modificeren, gebruikten een technologie genaamd RNA Interference (RNAi). Deze techniek vereist dat wetenschappers een vreemd stuk RNA - bijvoorbeeld van een andere plant - splitsen in de genetische code die ze proberen te wijzigen. Rustgi zegt dat zijn team RNAi gebruikte om een gen aan te pakken en te verwijderen dat fungeerde als een "hoofdregulator" voor de gluteneiwitten die allergische reacties veroorzaken.
Toen, in 2012, toonden onderzoekers aan dat een tool genaamd CRISPR-Cas9, bekend als CRISPR, kan worden gebruikt om een deel van het DNA te knippen en de code in dat deel te wijzigen. CRISPR stelt wetenschappers in staat om precies te bepalen welke delen van de genetische code ze willen veranderen en kunnen dit doen zonder RNA van een vreemd lichaam te introduceren.
"CRISPR heeft alternatieve versies van de genen geïntroduceerd, zodat je daadwerkelijk een puntmutatie kunt creëren", zegt Rustgi. "Dat betekent dat je niet introduceert, je verandert alleen wat van nature bestaat."
Planten die zijn bewerkt met CRISPR kunnen ook sneller worden goedgekeurd dan planten die oudere RNAi-technologie gebruiken. "[CRISPR] is een krachtigere, nauwkeurigere technologie", zegt Dodo. "In termen van regelgeving is het veel gemakkelijker om uw product op de markt te krijgen in de VS"
Een beroep doen op de consument
Voor gewaswetenschappers is het onderscheid tussen genetisch gemodificeerde organismen (ggo's) die geïmporteerde genetische informatie gebruiken en die waarin bestaande genen zijn veranderd belangrijk om de consument ervan te overtuigen dat gemodificeerd voedsel veilig is. Volgens een peiling van het Pew Research Center uit 2016 zei 39% van de respondenten dat genetisch gemodificeerd voedsel slechter is voor de gezondheid en slechts 10% zegt dat dergelijk voedsel beter is voor de gezondheid.
Rustgi zegt dat hoewel er veel mensen zijn met glutengevoeligheden in de VS die bereid zijn om GGO-tarwe te proberen, consumenten in veel landen over de hele wereld, vooral landen met een lagere alfabetiseringsgraad, sceptisch kunnen staan tegenover genetisch gemodificeerd voedsel. Omdat zoveel in Amerika gekweekte tarwe wordt geëxporteerd, zegt Rustgi dat anti-allergene tarwe nog niet commercieel levensvatbaar is.
"We willen onze export niet in gevaar brengen door daadwerkelijk iets te hebben dat de mensen die bij ons importeren niet graag zien", zegt Rustgi. "Naarmate we zullen zien dat meer mensen geletterd worden in de landen waarnaar we exporteren, zullen we deze verandering zien."
Er zijn nog geen genetisch gemodificeerde tarweproducten op de markt. Goedkeuring krijgen van de Food and Drug Administration (FDA) en USDA kan een lang en duur proces zijn en sommige consumenten hebben misschien de misvatting dat GGO-tarwe de glutengevoeligheid juist verhoogt.
Hoe hypoallergene gewassen zich meten
Onderzoek wijst uit dat bronnen van voedingsvezels belangrijk zijn voor het opbouwen en onderhouden van een sterk darmmicrobioom. Gunstige bacteriën en andere soorten in de darmen voeden zich met prebiotica zoals de vezels in tarwe.
Rustgi zegt dat door het strippen van gluten uit de tarwe, de plant weinig tot geen voedingswaarde verliest. Gluten is echter essentieel voor het creëren van de structuur en kauwkracht die kenmerkend is voor veel gebakken producten.
Gluten bestaat uit drie soorten allergeeneiwitten. Degene die het belangrijkst is voor het bakken, hoogmoleculaire glutenine genaamd, wordt over het algemeen als veilig beschouwd voor mensen met coeliakie en glutengevoeligheden. Door de belangrijkste allergenen te verwijderen maar de hoogmoleculaire gluteninen in het meel te houden, ontdekte Rustgi's team dat bloem leverde vergelijkbare resultaten op als niet-gemodificeerd tarwebloem.
"Het kan in een redelijk kwaliteitsbrood worden gebakken - beter dan iets dat van rijst wordt gemaakt", zegt hij.
Na drie jaar veldtesten, zegt Dodo dat de pinda's met verminderde allergenen geen significant verschil in smaak of groei vertoonden in vergelijking met commerciële pinda's.
Rustgi en Dodo benadrukken dat wanneer anti-allergene voedselproducten op de consumentenmarkten komen, duidelijke etikettering van cruciaal belang zal zijn. In plaats van simpelweg te beweren dat een verscheidenheid aan tarwe of pinda's allergeenvrij is, zou misleidend zijn, zegt Rustgi, omdat mensen precies moeten weten welke eiwitten het voedsel bevat en welke ontbreken.
Beide onderzoekers zeggen dat ze hopen door te gaan met het ontwikkelen van planten die zo goed mogelijk allergeenvrij zijn.
"Verschillende groepen of verschillende laboratoria gebruiken verschillende tools of verschillende technologieën", zegt Dodo. "Maar ik denk dat iedereen zich over het algemeen zorgen maakt over het vinden van een oplossing voor het allergieprobleem."
