Celiaki (glutenintolerans) är en kronisk, autoimmun sjukdom med diffusa symtom. Vid förtäring av glutenhaltig mat uppstår en allergisk reaktion hos glutenintoleranta individer. Gluten kan inte fullständigt brytas ned av kroppens enzymer, vilket betyder att icke nedbrutna peptidfragment (såsom glutamin) absorberas i tarmslemhinnan. Enzymet transglutaminas katalyserar omvandlingen av glutamin till glutamat. Glutenkänsliga T-celler aktiveras av glutamat att utsöndra proinflammatoriska cytokiner såsom interferon-gamma (IFN-γ) och tumörnekrosfaktor-alfa (TNF-⍺). Syftet med studien var att undersöka om gluten- och gliadinstimulering av celler i helsaliv in vitro kan inducera produktion av IFN-γ och TNF-⍺. Pilotstudier med 2 försökspersoner utfördes, där celler i salivprover stimulerades med enzymatiskt nedbrutet gliadin (<40 mg gliadin), samt PHA (5 µg/mL), PMA (50 ng/mL) och LPS (1 µg/mL) 20 timmar vid 37 ˚C. Cytokinproduktionen i salivproverna kvantifierades med ELISA och uppreglering av IFN-γ och TNF-⍺ undersöktes med RT-qPCR. Efter metodutveckling upprepades stimulering och ELISA med salivprov från 12 försökspersoner (6 individer med och utan celiaki). Immunreaktionen som uppstår hos glutenintoleranta individer in vivo kunde inte återskapas i saliv in vitro med den framtagna metoden. Hos övervägande delen av salivproverna var cytokinproduktionen under detektionsgränsen, 4 pg/mL för IFN-γ och 15,6 pg/mL för TNF-⍺. Det finns risk för att outforskade detaljer eller agens saknades från reaktionskedjan och därmed kunde den förväntade immunreaktionen inte återskapas. En annan felkälla kan vara för låg koncentration av immunceller i saliven. / Celiac disease is a chronic, autoimmune disease that has diffuse symptoms. Upon consuming gluten containing food, an allergic reaction occurs in gluten-sensitive individuals. Gluten cannot be fully digested by human enzymes, which leads to non-digested peptide fragments (such as glutamine) to be absorbed in the gastrointestinal wall. The transglutaminase enzyme catalyzes the conversion of glutamine to glutamate. Glutamate activates gluten-specific T-lymphocytes to produce proinflammatory cytokines e.g., interferon-gamma (IFN-γ) and tumor necrosis factor alpha (TNF-⍺). The aim of this study was to investigate whether stimulation of cells in whole saliva in vitro with gluten and gliadin can induce production of IFN-γ and TNF-⍺. Pilot studies were conducted, where cells in saliva from 2 subjects was stimulated with enzymatically digested gliadin (<40 mg gliadin) together with PHA (5 µg/mL), PMA (50 ng/mL) and LPS (1 µg/mL) for 20 hours at 37 ˚C. The production of cytokines was quantified by ELISA, and the upregulation of IFN-γ and TNF-⍺ was analyzed by RT-qPCR. After method development, the stimulations and ELISA quantifications of the proinflammatory cytokines were repeated in saliva samples from 12 subjects (6 individuals with and without celiac disease). The immune reaction that occurs in people with celiac disease could not be recreated in saliva in vitro with the developed method. In most of the samples the production of cytokines was under the detection range, 4 pg/mL for IFN-γ and 15,6 pg/mL for TNF-⍺. There is risk of unstudied details or agents missing from the reaction chain, and therefore the expected immune reaction could not be recreated. Another source of error could be low concentration of immune cells in saliva.

Zöliakie ist eine immunologisch vermittelte Erkrankung bei der die Dünndarm-schleimhaut durch das in zahlreichen Getreidesorten vorkommende Klebereiweiß Gliadin geschädigt wird. Dabei wird die typische Architektur der Mukosa zerstört und imponiert histologisch als Zottenatrophie. In Folge dessen zeigen Betroffene Mangelerscheinungen und Verdauungsbeschwerden sowie zahlreiche extra-intestinale, atypische Symptome. Bei Kindern können zusätzlich gravierende Wachstums- und Entwicklungsstörungen auftreten. Die Therapie besteht in einer lebenslangen glutenfreien Diät. Die Diagnostik der Erkrankung basiert auf vier Säulen: Neben der Beurteilung der klinischen Symptomatik werden zöliakie-typische Antikörper nachgewiesen, welche bei hoher Konzentration die Indikation zur Biopsie darstellen. Die bioptische Untersuchung mit anschließendem histolo-gischem Nachweis der Zottenatrophie stellt den Goldstandard der Diagnostik dar und wird durch die Besserung der klinischen Symptomatik unter glutenfreier Diät gestützt. Bei der serologischen Untersuchung haben Antikörper gegen natives Gliadin auf Grund niedriger diagnostischer Genauigkeit an Bedeutung verloren. Sie wurden durch die Bestimmung von Autoantikörpern gegen die Gewebstransglutaminase abgelöst, die eine höhere Sensitivität und Spezifität aufweisen. Im Jahr 2000 konn-te jedoch gezeigt werden, dass sich Antikörper von Zöliakiepatienten an Gliadin-peptide besser nach selektiver Deamidierung (Austausch der Aminosäure Glutamin durch Glutaminsäure) binden. Darauf aufbauend entwickelte die Firma INOVA Diagnostics im Jahr 2006 erst-mals einen ELISA zur Zöliakiediagnostik mit synthetisch hergestellten, deamidier-ten Gliadinpeptiden (DGP) als Antigen. Zu Beginn unserer Arbeit existierten keine Veröffentlichungen zur diagnostischen Genauigkeit dieser Tests bei Kindern und nur eine Veröffentlichung, die zwei der ELISA an Seren von erwachsenen Patienten untersuchte. Bei Kindern ist es jedoch besonders wichtig, durch die Antikörperbestimmung eine hohe Diagnosesicher-heit zu erlangen, weil für sie die Biopsie eine große Belastung darstellt und eine nicht erkannte Zöliakieerkrankung zu schwerwiegenden Entwicklungsstörungen führen kann. Aus diesem Grund soll die vorliegende Studie den Nutzen dieser neuen ELISA in der Diagnostik der Zöliakie im Kindesalter evaluieren. Es wurden dazu insgesamt 340 Seren von bioptisch bestätigten Zöliakiepatienten und Kontrollen, bei denen die Erkrankung histologisch ausgeschlossen wurde, gesammelt, verblindet und retrospektiv analysiert. Dabei wurden vier verschiede-ne ELISA der Firma INOVA Diagnostics eingesetzt: drei ELISA mit DGP als An-tigen sowie ein weiterer ELISA, in dem DGP mit Gewebstransglutaminase kombiniert war. Es wurden folgende Erkenntnisse gewonnen: 1. Alle vier ELISA eignen sich zur Diagnostik von Zöliakie bei Kindern und weisen eine hohe Trennschärfe auf. Die Fläche unter der Receiver Operating Characteristic (ROC)-Kurve ist für alle vier Tests größer als 0,96. Mit den Tests kann somit die Indikation zur bioptischen Untersuchung mit großer Sicherheit gestellt werden. 2. Die Bestimmung der Antikörper gegen DGP ist der Antikörperbestimmung gegen natives Gliadin überlegen. Die DGP-Tests weisen eine signifikant größe-re Fläche unter der ROC-Kurve als die Tests auf Antikörper gegen natives Gli-adin auf. Die Bestimmung der Antikörper gegen DGP ist der Bestimmung von Antikörpern gegen Gewebstransglutaminase nicht unterlegen. Die Flächen un-ter den ROC-Kurven unterscheiden sich nicht signifikant voneinander. 3. Überraschenderweise zeigt die IgG-Klasse der DGP eine signifikant höhere diagnostische Genauigkeit als die IgA-Klasse. Somit ist auch bei Patienten mit IgA-Mangel eine sichere Diagnosestellung gegeben und es kann auf die gene-relle Bestimmung des Gesamt-IgA verzichtet werden. 4. Der DGP-IgG-Test weist von den vier validierten Antikörpertests bei einer Sensitivität von 100 % die höchste Spezifität (90 %) und bei einer Spezifität von 100 % die höchste Sensitivität (64 %) auf. 5. Durch den kombinierten Test mit zwei Antigenen und den gleichzeitigen Nachweis von IgA und IgG in einem ELISA (tTG/DGP-Screen-Test) lassen sich Kosten und Zeit sparen. Dieser kombinierte Test weist die höchste diagnosti-sche Genauigkeit der untersuchten DGP-Tests auf. 6. Durch Angabe von Likelihood Ratios und mittels grafischer Darstellung der Posttest-Wahrscheinlichkeit in Abhängigkeit der Antikörperkonzentration und Prävalenz können den behandelnden Ärzten wertvolle Informationen zur Di-agnosesicherheit eines einzelnen Testergebnisses vermittelt werden. Mit den evaluierten DGP-Tests stehen neue und zuverlässige ELISA zur Diagnos-tik der Zöliakie im Kindesalter zur Verfügung. Sie weisen eine hohe diagnostische Sicherheit auf und unterscheiden sicher zwischen Gesunden und Zöliakiepatien-ten. Die Indikation für eine Dünndarmbiopsie kann mit Hilfe der DGP-Tests sehr sicher gestellt werden. Ob darüber hinaus auf der Basis sehr hoher Antikörper-konzentrationen ohne histologische Untersuchung die Diagnose Zöliakie ausrei-chend sicher gestellt werden kann oder bei sehr niedrigen Konzentrationen auf einen bioptischen Ausschluss verzichtet werden kann, soll in einer weiteren be-reits in Planung befindlichen prospektiven Studie geklärt werden. Zusätzlich sollte die Diagnosestellung durch DGP-Tests bei besonders jungen Kindern in prospektiven Studien untersucht werden. Die vorliegende Arbeit legt gemeinsam mit anderen Untersuchungen den Grundstein dafür.:Bibliografische Beschreibung Abkürzungsverzeichnis 1 Einleitung 11 1.1 Definition 11 1.2 Formen der Zöliakie und Epidemiologie 12 1.3 Diagnostik 13 1.3.1 Klinische Symptomatik 13 1.3.2 Serologische Untersuchung 14 1.3.3 Histologische Untersuchung 15 1.4 Pathogenese 18 1.5 Deamidierte Gliadinpeptide 21 2 Zielstellung 23 3 Methoden 25 3.1 Studienaufbau 25 3.2 Teilnehmercharakteristik 29 3.3 Antikörper-Bestimmung 31 3.4 Statistische Auswertung 33 3.5 Methodenkritik 35 4 Ergebnisse 37 4.1 Antikörperkonzentration bei Patienten und Kontrollen 37 4.2 ROC-Analyse 39 4.3 Grenzwerte 41 4.3.1 Firmengrenzwert 41 4.3.2 Eigener Grenzwert 42 4.3.3 Eigener Grenzwert für hohe Sensitivität 42 4.3.4 Eigener Grenzwert für hohe Spezifität 44 4.3.5 Ergebnisse der Tests in Kombination 44 4.4 Likelihood Ratios und Posttest-Wahrscheinlichkeit 46 4.5 Antikörperkonzentration und Marsh-Stadium 48 4.6 Altersabhängigkeit der Antikörperkonzentration 50 4.7 Antikörperkonzentration und Geschlecht 50 4.8 Wiederholbarkeit 53 4.9 Fallbetrachtungen 53 4.9.1 Antikörperkonzentration bei jungen Zöliakiepatienten 53 4.9.2 Chronisch entzündliche Darmerkrankungen 54 4.9.3 Positive Biopsiebefunde in der Kontrollgruppe 55 4.9.4 Zöliakiepatient mit negativem Biopsiebefund 56 4.9.5 Patient mit selektivem IgA-Mangel 57 5 Diskussion 59 5.1 Vergleich der DGP-Tests untereinander 59 5.2 Vergleich der DGP-Tests mit Antikörper-Tests gegen natives Gliadin 60 5.3 Vergleich der DGP-Test mit Autoantikörper-Tests gegen tTG 61 5.4 Vorteile der kombinierten Antikörper-Tests 64 5.5 Testinterpretation 64 5.6 Wann kann auf die Biopsie verzichtet werden? 68 6 Zusammenfassung 71 Literaturverzeichnis 75 Tabellenverzeichnis 87 Abbildungsverzeichnis 88 Selbständigkeitserklärung 89 Lebenslauf 91 Publikationen 93 Dank 101

The topic of this thesis is the production of gluten-free bread from naturally gluten-free flour, which will be enriched with suitable additives that will increase antioxidant activity and naturally effect on the structure of the pastry, so it will meet the sensory requirements of final consumers. The literary part define, which proteins can be found in cereals, what does the gluten means, its function in the pastry and which diseases can cause. In connection with these diseases, a gluten-free diet for improving the patient's health and suitable foodstuff are briefly described. The literary part is concluded with the theory of sensory evaluation. The practical part deals with the production of naturally gluten-free breads enriched with ingredients from kitchen onions (Allium cepa L.) and subsequent sensory evaluation of this bread. Selected statistical procedures were used to obtain, processed and evaluated data. Antioxidant activity was also monitored and evaluated. By using texture-meter was find out, what effect has additives on aging of gluten-free bread.

Tortilla sales are projected to exceed 9.5 billion by 2014. However, currently no wheat cultivars have been identified that possess the intrinsic quality attributes needed for the production of optimum quality tortillas. Tortillas made with refined wheat flour low in dietary fiber (DF) are popular in the United States due to their sensory properties. This study explored the use of wheat lines (WL) possessing variations in high molecular weight glutenin allele sub-units (HMW-GS) for production of tortillas and also investigated the use of corn based resistant starches (RS), type II (RS2) and wheat based RS type IV (RS4) to increase DF in tortillas. Tortillas were made with 0-15 percent RS and 100 percent whole white wheat (WW). Flour protein profiles, dough, and tortilla properties were evaluated to determine the effects of the allelic variations and RS substitution on tortilla quality. Sensory properties of tortillas with RS were determined. Variations in HMW-GS composition significantly affected the protein quality and tortilla properties. Flour from WL possessing allelic combinations (2*, 17+18, 7, 2+12), (1, 17+18, 5+10), (2*, 17, 2+12) and (1, 2*, 17+18, 2+12) had 12.8-13.3 percent protein. These WL had extensible doughs and produced large diameter tortillas with superior (greater than or equal to 3.0) flexibility after 16 days compared to control. However, WL with (17+18 and 5+10) and (2*, 17+7, 5) produced extensible doughs, large, but less flexible, tortillas compared to control. WL with (2*,17+18,5+10) and (1,2*,7+9,5+10) produced smaller diameter tortillas, but with superior flexibility compared to control. RS2, WW, and cross-linked-pre-gelatinized RS4 (FiberRite) produced hard, less-extensible doughs and thinner tortillas compared to control, due to high water absorption. Cross-linked RS4 (Fibersym) dough and tortillas were comparable to control. 15 percent of RS2 and RS4 increase DF in control to 6 and 14 percent respectively, compare to control (2.8 percent DF). WW tortillas were less acceptable than control in appearance, flavor and texture, while tortillas with 15 percent Fibersym had higher overall acceptability than control. RS2 negatively affected dough machinability and tortilla shelf stability. However, 15 percent RS4 improved the DF in refined flour tortillas to meet FDA's "good source of fiber claim," without negatively affecting dough/tortilla quality.