Zeitung Heute : Pflanzliche Giftstoffe nutzen dem Menschen

Bestimmte Substanzen, die Schädlinge abhalten sollen, können das Krebsrisiko senken.

Sybille Nitsche
307487_0_92671c92.jpg
Kontrolle. Iryna Smetanska begutachtet eine Sprossenkultur.Foto: TUB/DahlUlrich Dahl/Technische Universit

Goethe aß das „Teltower Rübchen“ mit Vorliebe. Ob der Universalgelehrte auch ein naturwissenschaftliches Interesse an ihm hatte, ist indes nicht überliefert. Iryna Smetanska wiederum ist die kulinarische Seite des Rübchens nicht besonders wichtig. Die Lebensmitteltechnikerin hat ein Auge auf das kleine Gemüse geworfen, weil es vor Glucosinolaten nur so strotzt. In 100 Gramm Teltower Rübchen finden sich bis zu 800 Milligramm dieser Substanz.

Glucosinolate gehören zu den sekundären Pflanzenstoffen. Das sind jene Stoffe, die für die Pflanze erst dann lebensnotwendig werden, wenn Feinde abzuwehren sind. Aber da seit Anfang der 1990er Jahre bestimmten Glucosinolaten eine krebsvorbeugende Wirkung vor allem im Dickdarm nachgesagt wird, sind sie zum Objekt wissenschaftlicher Neugierde geworden. Die gefragten Stoffe kommen hauptsächlich in Kohlgemüsearten vor wie Brokkoli, Blumen- und Rosenkohl, Kohlrabi, Meerrettich und Rüben. Sie sind es übrigens auch, die den typischen, leicht bitter-scharfen Kohlgeschmack ausmachen.

Smetanska ist im Frühjahr in ein vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) finanziertes Projekt eingestiegen. Pflanzenphysiologen, Lebensmitteltechniker und -chemiker, Ernährungswissenschaftler und Mediziner wollen ein Lebensmittel entwickeln, das vor Darmkrebs schützt. Die aus Kiew stammende Wissenschaftlerin wird sich mit zwei Aufgaben beschäftigen. Zum einen will sie effektive Verfahren finden, mit denen gesundheitsfördernde Substanzen wie die Glucosinolate gewonnen werden können, um sie als Ausgangsstoff für die Herstellung von Nahrungsergänzungsmitteln verwenden zu können. Zum anderen soll mit Hilfe dieser Techniken die Konzentration dieser Stoffe in den Pflanzen erhöht werden. Denn je höher die Dosis, desto besser ist die krebsvorbeugende Wirkung. Wie hoch die tägliche Dosis an Glucosinolaten genau sein sollte, ist noch nicht bekannt und deshalb ebenfalls ein Forschungsziel der beteiligten Mediziner und Ernährungswissenschaftler.

Der herkömmliche Weg an die Inhaltsstoffe heranzukommen – Zerkleinerung und mechanische sowie enzymatische Aufspaltung der Pflanze beziehungsweise Zelle – ist enorm zeit- und materialintensiv. Zusammen mit den Kollegen vom Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau in Großbeeren bei Berlin hat Smetanska deshalb eine neue Methode entwickelt. „Die wertvollen Pflanzensubstanzen werden nicht mehr aus der Zelle gewonnen, sondern über die Ausscheidungen der Zelle“, erläutert sie.

Dafür ließen die Forscher die Rübchen nicht in Erde wachsen, sondern auf Styroporplatten. Oberhalb der Platten streben die Blätter zum Licht, unterhalb breitet sich ein dichtes Wurzelgeflecht aus. Die Wurzeln hängen frei im Raum und können sich dadurch sehr schnell entwickeln. Schon nach kurzer Zeit sehen sie aus wie die an Bäumen wachsenden Bartflechten.

Über die porösen Styroporplatten werden die Wurzeln mit einer Nährlösung aus anorganischen Substanzen wie Stickstoff oder Schwefel versorgt. Daraus stellt die Pflanze die Glucosinolate her – und scheidet sie über die Wurzeln in Stresssituationen aus. Denn Glucosinolate werden von der Pflanze als Waffe eingesetzt, zur Abwehr von schädlichen Insekten, Bakterien und Pilzen. Diesen Ausscheidungsprozess über die Wurzeln haben sich Smetanska und die Wissenschaftler vom Leibniz-Institut zu Nutze gemacht. „Mit Hitze, Kälte oder Trockenheit versetzen wir die Pflanzen künstlich in Stress, um sie zur Produktion der Glucosinolate anzuregen und melken sie dann regelrecht“, sagt sie.

Als Smetanska ihre Forschungen dazu begann, gab es in der Literatur nichts, worauf sie sich hätte stützen können. Dass dieser Kreislauf funktioniert, haben sie und die „Leibnizer“ herausgefunden. Seit 2007 ist dieses „Biomanufactoring-Verfahren“ als Patent angemeldet.

In dem BMBF-Projekt, das vorerst bis zum Jahr 2012 läuft, geht sie erneut unbekannte Wege. Sie will herausfinden, ob man auch „In-vitro“-Kulturen von Zellen, Sprossen und aus Pflanzengewebe (sogenannte Wurzelkulturen) mit der patentierten Technik animieren kann, Glucosinolate herzustellen und auszuscheiden.

Mit „in-vitro“ werden Vorgänge bezeichnet, die außerhalb des pflanzlichen, tierischen oder menschlichen Organismus stattfinden. In den Kultivierungsschränken des Instituts für Lebensmitteltechnologie und Lebensmittelchemie in Berlin-Dahlem lagern darum Petrischalen und Erlenmeyerkolben, die unter anderem bestückt sind mit Zell-, Sprossen- und Wurzelkulturen des Teltower Rübchens. Die In-vitro-Wurzelkulturen des Rübchens zum Beispiel sehen aus wie ein Knäuel aus feinsten Seidenfäden. Alle Kulturen wachsen in flüssiger Nährlösung oder auf Agar, einer gelatineähnlichen Substanz, die aus Algen gewonnen wird. „Ich werde die drei Kultivierungssysteme miteinander vergleichen, um herauszufinden, welches davon die größte Ausbeute an Glucosinolaten bringt“, sagt Smetanska.

Die In-vitro-Kulturen haben gegenüber Pflanzen den Vorteil, dass sie zu jeder Zeit hergestellt werden können und wesentlich schneller wachsen als Pflanzen. Wobei Smetanska in der Forschung mit Sprossenkulturen auch hier zu den Vorreitern zählt. Bislang arbeiten nur wenige Wissenschaftler weltweit damit. „Ich bin über ein anderes Projekt auf die Sprossenkulturen gestoßen“, erzählt Smetanska. „Wir wollten den Süßstoff aus der Stevia-Pflanze gewinnen. Bei allen Stevia-Arten kommt der kalorienfreie Süßstoff aber nur in den Blättern vor und eben nicht in den Wurzeln.“ Stevia im Gewächshaus zu kultivieren sei jedoch sehr teuer, zudem wachsen ihre Sprossen viermal schneller als die Pflanze selbst. Deshalb haben die Forscher eine Stevia-Sprossenkultur angelegt. Daraus entstand dann die Idee, Glucosinolate ebenfalls aus In-vitro-Sprossenkulturen unterschiedlicher Kohlsorten zu extrahieren.

„Neu bei unseren Forschungen ist außerdem, dass wir Zellkulturen und Pflanzen zeitgleich untersuchen“, erzählt die Juniorprofessorin. „Wir vermuten zwar, dass alle Prozesse, die bei den Zellkulturen ablaufen auch bei den Pflanzen funktionieren sollten. Aber ob die Gewächse auf den Styroporplatten die Nährlösung wirklich genauso aufnehmen, dann daraus die Glucosinolate herstellen und sich dadurch die Konzentration der Substanz in der Pflanze erhöhen lässt – das wissen wir noch nicht“, sagt Smetanska.

Hintergründe und Expertisen zu aktuellen Diskussionen: Tagesspiegel Causa, das Debattenmagazin des Tagesspiegels.

Hier geht es zu Tagesspiegel Causa!

0 Kommentare

Neuester Kommentar
      Kommentar schreiben