Allergenität von gv-Lebensmitteln Kein russisches Roulette

Gentechnisch veränderte Lebensmittel und Allergien - das ist längst kein "russisches Roulette" mehr. Noch vor ein paar Jahren musste man darauf hoffen, dass sich ein neues Protein  "normal" verhält und später nicht als Allergen entpuppt. Heute ist es möglich, die Allergenität neuer Proteine vor der Markteinführung abzuschätzen. Die Verfahren werden immer zuverlässiger.

Wenn fremde Gene neu in einen anderen Organismus, zum Beispiel eine Nutzpflanze, übertragen werden, sind in Bezug auf die Allergie‑Problematik zwei grundsätzlich verschiedene Fälle zu unterscheiden.

• (1) Es werden Gene übertragen, die aus einem Organismus stammen, der als starkes Allergen bekannt ist.

• (2) Der Spenderorganismus kommt bisher nicht in der Nahrung vor. Es ist daher nicht bekannt, ob er Allergien auslösen kann.

Der Spenderorganismus ist ein Allergen: Der Paranuss-Soja-Fall.

Vor ein paar Jahren machten gentechnisch veränderte Sojabohnen Schlagzeilen, die Gene aus Paranüssen erhalten hatten. Damals sollte eine neue Sojabohnensorte mit einem erhöhten Anteil der essentiellen Aminosäure Methionin entwickelt werden, um deren Nährwert als Futtermittel zu verbessern. Dazu wurde ein Gen für ein methioninreiches  Speicherprotein (Albumin 2S) aus der Paranuss isoliert und in das Soja-Erbgut eingeschleust. Das neue Gen erfüllte seinen Zweck: Die Samen der veränderten Sojapflanzen bildeten das fremde Protein und enthielten mehr Methionin als normale. 

Ein berühmter Fall: Das Paranuss-Gen in der Sojabohne. In der Paranuss sind einzelne Proteine, die als starke Allergene bekannt sind. Das Gen für eines dieser Proteine wurde auf die Sojabohne übertragen. Ungewollt war nun die Sojabohne für Paranuss-Allergiker zum Problem geworden. Als dieses bei Tests entdeckt wurde, stellte man die Entwicklung ein.

Allerdings: Die Paranuss ist als starkes Allergen bekannt: Einzelne Proteine der Paranuss rufen bei entsprechend sensibilisierten Personen allergische Reaktionen hervor. In Tests mit dem Blutserum von Paranuss-Allergikern wurde geprüft, ob mit dem Speicherprotein auch ein Paranuss-Allergen auf die Sojabohne übertragen worden war. Tatsächlich schlugen in acht von neun Blutproben die Antikörper an, die auf Paranuss-Allergene reagieren. Weitere Tests bestätigten: Die veränderte Sojabohne hatte ein Paranuss-Allergen erhalten - eine Gefahr für Allergiker. Daraufhin wurde die Entwicklung der Sojabohne eingestellt. Wenn Gene übertragen werden, die aus bekannten allergenen Quellen stammen, dann kann getestet werden, ob es sich bei den neu gebildeten Proteinen um Allergene handelt. Das Blutserum von Allergikern ist ein gutes Testsystem. Die darin vorhandenen Antikörper reagieren auf "ihr" Allergen.

Regelfall: Spenderorganismus mit unbekanntem allergenen Potential

Dass jedoch wie im Fall der Paranuss-Sojabohne der Spenderorganismus der übertragenen Gene als Allergie-Auslöser bekannt ist, ist eher die Ausnahme. Bei den meisten der weltweit zugelassenen gv-Pflanzen stammt das eingeführte Gen aus einer Quelle, über deren Allergie-Potenzial nichts bekannt ist. Oft sind es etwa Gene aus Bakterien, die den Pflanzen eine Resistenz gegen Herbizide oder Schadinsekten vermitteln. Basis dieser Resistenzen sind neue Proteine - und wie bei allen Proteinen ist es nicht auszuschließen, dass sie bei einzelnen Personen Allergien hervorrufen.

Heute ist es jedoch möglich, das allergene Potenzial abzuschätzen. Vor der Zulassung einer gv-Pflanze wird die mögliche Allergenität des neu gebildeten Proteins bestimmt. Dazu werden von Fall zu Fall verschiedene Kriterien und Untersuchungen herangezogen:

• Ähnlichkeit mit bekannten Allergenen. Die Molekülstruktur vieler Allergene ist bekannt. Man kann ein neu eingeführtes Protein darauf überprüfen, ob es in einzelnen Molekülbereichen bekannten Allergenen ähnelt (Homologie-Vergleich).
• Test mit Blutseren von Allergikern, die gegen verschiedene Allergene sensibilisiert sind. Diese Seren-Mischungen enthalten Antikörper, die zu zahlreichen Allergenen "passen".
• Stabilität im Verdauungstrakt. Allergene Proteine sind im Magen-Darm-Trakt verhältnismäßig stabil. Nur so können sie bis in die Darmbereiche gelangen, in denen "immunkompetentes Gewebe" vorhanden ist. Werden Proteine durch Magensäure und Verdauungsenzyme wie Pepsin rasch abgebaut, ist das ein starkes Indiz dafür, dass die betreffenden Eiweiße keine Allergene sind. Die Magen-Darmstabilität kann unter simulierten Bedingungen getestet werden ("Pepsin-Resistenz-Test").
• Tiermodell. Versuche mit Tieren, vor allem Ratten, können Hinweise auf ein mögliches allergenes Potenzial eines Proteins liefern. Jedoch sind die Ergebnisse aus Tierversuchen nur beschränkt auf Menschen übertragbar.

Ob das neue Protein einer gv-Pflanze zu einem Auslöser für Allergien werden kann, ist keine einfache, "objektiv" messbare Eigenschaft. Allergien resultieren immer aus dem Zusammenspiel stofflicher Eigenschaften und dem individuellen Immunsystem.

Unbekannte Proteine: "Restrisiko"

Schwierig bis unmöglich wird die Allergie-Prognose jedoch, wenn die neuen Proteine gar nicht bekannt sind.

Als "Nebeneffekt" des Gentransfers könnten bei gentechnisch veränderten Pflanzen Proteine modifiziert oder die Proteinzusammensetzung verändert werden. 

• So lässt sich nicht ausschließen, dass ein bekanntes Protein im Empfängerorganismus, d.h. in einer genetisch und physiologisch fremden Umgebung, ein ganz anderes Verhalten zeigt als im Spenderorganismus. Dies kann zum einen die Größe des Proteins betreffen, aber auch das Glykosylierungsmuster. Dabei handelt es sich um Zuckermoleküle, die sich auf der Oberfläche vieler Proteine befinden und deren Struktur nicht durch die DNA-Information des zugehörigen Gens gesteuert wird.
• Möglich ist auch, dass völlig neue Proteine entstehen, etwa durch Umlagerung von DNA‑Sequenzen während des Integrationsvorgangs.

Theoretisch ist es denkbar, dass dabei auch neue Allergene hervorgebracht werden. Doch nicht nur durch die Gentechnik, sondern auch infolge konventioneller Züchtungen ändert sich die Proteinzusammensetzung der Pflanzen. Neue exotische Früchte und Speisen aus fernen Ländern bringen eine Vielzahl neuer Proteine auf den Tisch. Das Problem, das darunter auch neue Allergene sein können, stellt sich dabei genauso wie bei gentechnisch veränderten Pflanzen.

Fazit: Die Nutzung der Gentechnik bringt neue Proteine in die Nahrungskette. Es ist nicht auszuschließen, dass darunter auch Allergene sind. Inzwischen kann jedoch mit hoher Wahrscheinlichkeit abgeschätzt werden, ob ein neues Protein in einem gv-Lebensmittel das Zeug dazu hat, Allergien auszulösen.