Lebenselixier Bier

Seit die Anti-Aging-Wirkung von Rotwein vor einigen Jahren in die Schlagzeilen geriet, hat der traditionelle Toast auf gute Gesundheit mit dem alkoholischen Getränk eine ganz neue Bedeutung bekommen. Studenten an der Rice University wollen nun auch Bierfreunden eine derart positive Wirkung zukommen lassen: Sie versuchen, eine Hefe zu erzeugen, die den im Rotwein enthaltenen Wirkstoff Resveratrol, dem die Alterung verlangsamenden Fähigkeiten nachgesagt werden, auch in den Gerstensaft holt. Das Ergebnis nennt sich "BioBeer" – das Bier mit der gesundheitsfördernden Wirkung.

"Es wird nicht verhindern, dass man vom vielen Trinken einen Bierbauch bekommt oder sich eine Leberzirrhose zuzieht", meint Taylor Stevenson, einer der sechs Bachelor-Studenten, die an dem Projekt mitarbeiten. "Doch die Leute trinken sowieso schon Bier, warum sollte diese Aktivität also nicht ein bisschen gesünder werden?"

Resveratrol wurde in den Neunzigerjahren im Rotwein entdeckt – und gilt als mögliche Antwort auf die wissenschaftliche Fragestellung des so genannten "französischen Paradoxon", der Tatsache nämlich, dass die Franzosen relativ wenige Todesfälle an Herzkrankheiten zu verzeichnen haben, obwohl ihre Ernährung relativ fetthaltig ist. Von Resveratrol ist inzwischen bekannt, dass es die Lebensdauer verschiedener Organismen verlängern kann, darunter Fische, Fliegen und Hefen. Füttert man alternden Mäusen hohe Dosen der Chemikalie, bleiben sie auch im Seniorenalter gesünder. Es ist allerdings noch unklar, ob Resveratrol beim Menschen wirklich die gleichen starken Auswirkungen hat.

Das BioBeer-Projekt ist einer der aktuellen Beiträge im "International Genetically Engineered Machine"-Wettbewerb des MIT (IGEM). Die Veranstaltung ist ein Showcase studentischer Arbeiten aus dem Bereich der synthetischen Biologie, bei der Forscher künstliche oder natürliche DNA-Bausteine nutzen, um daraus komplett neue, nützliche Organismen zu schaffen.

Viele der Bausteine, die Forscher im Bereich der synthetischen Biologie ermittelt haben, stehen bereits in der Datenbank "Registry of Standard Biological Parts" des MIT. Teilnehmer am IGEM geben ihre selbst entwickelten DNA-Bausteine dort hinein und können bereits bekannte Teile für ihre Projekte verwenden. Das BioBeer-Team wird insgesamt 16 Bausteine spenden, sagt Stevenson.

Andere Forscher haben bereits Hefen geschaffen, die Resveratrol unter aeroben Bedingungen produzieren, doch das ist wenig hilfreich, weil der Stoff deaktiviert wird, wenn er Sauerstoff ausgesetzt wird. Die Rice-Studenten versuchen deshalb, eine Hefe zu schaffen, die die Chemikalie durch Fermentierung erzeugt. Sie glauben, dass diese Methode verwendet werden könnte, um auch andere luftempfindliche Wirkstoffe in Bier einzuführen, das nach wie vor das populärste alkoholische Getränk in den USA und vielen anderen Ländern darstellt. "Ich sehe es als trinkbaren Bioreaktor an", meint Thomas Segall-Shapiro vom BioBeer-Team. "Man kann das Medikament sofort nach dem Brauen verwenden."

Die Forschergruppe hat Hefe mit zwei Genen ausgestattet, die Enzyme herstellen, die für die Resveratrol-Produktion notwendig sind. Das erste Enzym konvertiert die Aminosäure Tyrosin zu Cumarsäure, und das zweite macht aus dieser dann Resveratrol.

Der Stoff befindet sich in geringen Konzentrationen bereits im Hopfen, dem Grundstoff von Bier. "Wir versuchen nur etwas zu verstärken, was in sehr geringen Maße bereits vorhanden ist", sagt Jonathan Silberg, Institutsbetreuer des BioBeer-Projekts. "Wir versuchen nicht, die kleine Nische, die sich Rotwein geschaffen hat, zu zerstören. Wir streben einen anderen Markt an."

"Ich bin mir sicher, dass es Leute geben würde, die sich für Bier mit Resveratrol statt Rotwein interessieren würden", meint Rafael de Cabo vom US-National Institute on Aging, der die Auswirkungen des Stoffes erforscht. Man könne das Resveratrol allerdings auch direkt ins Bier geben. "Dazu braucht man keine Hefe, die es herstellt."

Stevenson glaubt allerdings, dass der Stoff durch seine Empfindlichkeit gegenüber Luft und Licht seine Wirkung verlieren könnte, wenn man ihn aus Pflanzen extrahiert und dann erst reinigen muss. "Bier ist sogar das ideale Transportmittel für diese licht- und luftanfälligen Pharmazeutika."

Die Idee eines Resveratrol-Biers sei potenziell gut, meint Leonard Guarente, Professor am MIT, der Experte für den Wirkstoff ist. Das BioBeer-Team müsse allerdings beweisen, dass er tatsächlich bioaktiv sei.

Die Studenten wollen ihr Gebräu deshalb an Fruchtfliegen testen, um zu bestätigen, dass es eine lebensverlängernde Wirkung hat, wie man sie von Resveratrol kennt. Diese Tiere leben ebenso wie Mäuse und Würmer länger und gesünder mit dem Stoff, was Forscher an die Wirkweise einer kalorienreduzierten Diät erinnert. Resveratrol wird außerdem zur Behandlung von Typ-2-Diabetes getestet.

Der Wirkstoff steckt in geringen Mengen in Erdnüssen und einigen Beeren, darunter Blau- und Moosbeeren. In der Haut von Trauben kommt er jedoch am stärksten vor. Werden sie fermentiert, um Rotwein zu erzeugen, wird die Haut im Prozess beibehalten. Bei Weißwein wird sie jedoch später entfernt, weshalb die Resveratrol-Konzentration beim Rotwein größer ist.

Mark Leid, Professor am Institut für pharmazeutische Wissenschaften an der Oregon State University, fragt sich allerdings, ob BioBeer genügend Resveratrol enthalten wird, um tatsächlich gesundheitliche Vorteile zu besitzen, wenn es in moderaten Mengen genossen wird. Das bleibe abzuwarten, meint auch Projektmitglied Stevenson. Allerdings könne man die Hefe weiter optimieren, um die Resveratrol-Produktion zu erhöhen. "Die Menge im Rotwein ist eher gering, wenn man sie mit dem vergleicht, was mit diesem Prozess möglich wäre", sagt Kollege Segall-Shapiro.

Derzeit besitzt die Hefe laut Stevenson allerdings noch kein Gen, das das Resveratrol aktiv aus der Zelle transportiert. Ein Teil diffundiere von sich aus heraus, doch auf kurze Sicht seien Biere, die die größten Gesundheitsvorteile versprechen, diejenigen, die ungefiltert sind wie etwa Hefeweizen. Bei diesen schluckt der Trinker die Hefe einfach vollständig mit.

Obwohl zahlreiche Menschen bereits Resveratrolpillen schlucken, ist doch noch einiges zu erforschen, bevor man es als Nahrungsergänzung empfehlen könne, meint de Cabo. "Es gibt einiges, was wir über den Stoff noch nicht wissen." Außerdem orientiere sich derzeit alles an den Mäusestudien und der Hoffnung, dass die Wirkung auch beim Menschen ähnlich sei.

Das Rice University-Team hat es inzwischen geschafft, Hefe zu generieren, die Resveratrol erzeugen kann, und steht nun kurz davor, sein erstes BioBeer zu brauen. Den Geschmack sollte das nicht beeinflussen, meint Silberg, doch ein anderes biologisches Produkt der Hefe schon: Eines der Enzyme, das die Studenten ergänzten, sorgt nicht nur für den ersten Schritt in der Resverotrol-Produktion, sondern verwandelt auch Phenylalanin in Zimtsäure. Diese hat einen honigartigen, blumigen Geschmack, was "nach einem Plus für den Geschmack des Bieres klingt", meint Stevenson. Wie fünf der sechs restlichen Teammitglieder ist er allerdings noch nicht alt genug, sein eigenes Gebräu selbst zu testen – in den USA gibt's erst ab 21 Alkohol. (bsc)