Förderbeispiel
Mit Brokkoli gegen Darmkrebs
Generationen von Eltern haben es geahnt, Millionen von Kindern bezweifelt: Brokkoli, Rosenkohl und Kohlrabi sind gesund. Nicht nur wegen der viel beschworenen Vitamine: Schon seit Jahren wird vermutet, dass diese als Kreuzblütler (Brassicaceen) klassifizierten Pflanzen Stoffe bilden – die sogenannten Glucosinolate – , die präventiv gegen Darmkrebs wirken können. Als „Functional Food“, also Lebensmittel mit zusätzlichem Nutzen für die Gesundheit, soll nun der Gehalt von diesen Glucosinolaten in den Pflanzen gezielt erhöht werden.
Glucosinolate sind sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe, also nicht unmittelbar nötig für das Überleben der Pflanze. Dafür spielen die Stoffwechselprodukte eine wichtige Rolle in der Wechselwirkung der Pflanze mit der Umwelt. Sie wirken beispielsweise oft als chemische Abwehrstoffe gegen pflanzenfressende Insekten und krankheitserregende Bakterien und Pilze.
| Glucosinolate |
| Basierend auf ihrer chemischen Struktur werden die Glucosinolate in verschiedene Klassen eingeteilt. Derzeit sind etwa 120 Glucosinolate bekannt, doch nur bei wenigen konnten bisher funktionelle Effekte nachgewiesen werden, wie beim Abbauprodukt des Glucosinolats Glucoraphanin – dem Sulforaphan – das krebsvorbeugend wirkt. Glucoraphanin kommt hauptsächlich in Brokkoli vor, aber auch bei anderen Brassica-Gemüsearten wie Rüben, Rosenkohl und Kohlrabi. |
Lange Zeit wurden die sekundären Pflanzeninhaltstoffe deshalb als ungesund abgetan. Schlagartig erhöhte sich jedoch das Interesse, als Anfang der 90er Jahre mehr über ihr gesundheitsförderndes Potenzial beim Menschen bekannt wurde. Das Spektrum der ihnen zugeschriebenen Wirkungen ist ansehnlich: Es reicht von der Stimulierung des Immunsystems bis zur Senkung des Krebsrisikos, wie es bei den Glucosinolaten der Fall ist. Diese Effekte treten jedoch nur in Kraft, wenn die Gewebestruktur der Pflanzen zerstört und in Wasser gelöst wird – zum Beispiel, wenn man den Brokkoli zerkaut.
Die Forschungspflanzen gedeihen auf Styroporplatten, die sie mit einer speziell entwickelten Nährlösung versorgen.Quelle: Schreiner/IGZ
Pflanzen gezielt mit gesundheitsfördernden Stoffen anreichern
Monika Schreiner vom Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau in Großbeeren (IGZ) bei Berlin ist Expertin für diese Effekte. Seit Jahren erforscht sie schon die Rolle der Glucosinulate im Brokkoli. Ihr Ziel: Die Konzentration dieser speziellen Stoffe im Gemüse zu erhöhen. “Studien belegen, dass erst mit erhöhter Aufnahme an Glucosinolaten gesundheitsfördernde Wirkungen auftreten”, erklärt Schreiner. Ihre Forschergruppe will nun die krebsvorbeugenden Glucosinolate in den Pflanzen gezielt anreichern. Im Rahmen der Förderinitiative “Biomedizinische Ernährungsforschung” wird das auf drei Jahre angelegte Projekt vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 2,2 Millionen Euro seit Anfang 2009 unterstützt.
Die Projektförderung kommt dabei einer Kooperation zwischen Pflanzenphysiologen (Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau Großbeeren/Erfurt), Lebensmittelchemikern und –(bio)technologen (TU Berlin), Ernährungswissenschaftlern (Deutsches Institut für Ernährungsforschung), Medizinern (Charité Berlin) und verschiedenen Industriepartnern zugute.
Ziel: Lebensmittel mit Schutz vor Darmkrebs
Gemeinsam wollen die Wissenschaftler ein dietätisches Lebensmittel entwickeln, das vorbeugend gegen Darmkrebs schützt. Noch müssen dazu allerdings eine Reihe von Fragen geklärt werden. „Ab welcher Glucosinolatkonzentration haben wir bestimmte gesundheitsfördernde Wirkungen, und wie können wir die Verfügbarkeit der gewünschten Glucosinolate erhöhen”, fasst Schreiner dies wesentlichsten offenen Punkte zusammen. Um das herauszufinden, haben sich die Forscher am Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau in Großbeeren eine große Anlage erricht, in denen sich endlos grüne Beete Seite an Seite reihen. In Styroporplatten, versorgt mit einer speziell entwickelten Nährlösung, gedeiht hier Brokkoli, tausende grüne Pflänzchen, deren Wurzeln unter den Platten hervorhängen wie Tropfsteine.
| Hintergrund |
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Die Wissenschaftler wollen dabei zunächst auf molekularer Ebene den Herstellungsweg (Biosynthese) der Glucosinolate aufklären. Dann soll dieser mit Hilfe von chemischen, physikalischen oder biologischen Substanzen gezielt verändert werden. Die Forscher geben beispielsweise Signalmoleküle, Aminosäuren und Phytohormone auf die Blatt- oder Wurzeloberfläche, die ganz gezielt bestimmte Enzyme anregen und dadurch die Produktion der Glucosinolate befördern. Keine klassische Züchtung und auch keine genetisch veränderten Pflanzen, sondern ein Anreichnern durch gezielte Beeinflussung der Glucosinolat-Biosynthese sei das Ziel ihrer Arbeit, betont Schreiner. Am Ende steht dann hoffentlich ein dietätisches Lebensmittel mit vorbeugender Wirkung gegen Darmkrebs. All das in den nächsten drei Jahren. „Ich hoffe, dass wir zumindest zur Patentreife kommen“, sagt Monika Schreiner. Ein Heilmittel sei das jedoch nicht, hebt Schreiner hervor: „Functional Food kann nie ein Medikament sein!“
Autorin: Cornelia Kästner
