Biotechnologie
Medikamente aus dem Gewächshaus

Sie liefern uns nicht nur Sauerstoff und Nahrung: Pflanzen können auch gezielt Wirkstoffe für Medikamente herstellen - wenn Wissenschaftler sie dazu bringen. Mit Hilfe der Gentechnik könnten Medikamente bald direkt aus dem Gewächshaus kommen.
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HEIDELBERG. Dicht an dicht und nach Größen sortiert reihen sich Pflanzen mit großen grünen Blättern auf den beweglichen Tischen aneinander. Regelmäßige Bewässerung und das Sonnenlicht von oben versorgen den kleinen Urwald, bei Bedarf gibt es auch künstliche Beleuchtung. Bei den Bewohnern des Gewächshauses in Aachen handelt es sich um Tabakpflanzen - und sie haben ein Geheimnis: Von außen nicht sichtbar, produzieren sie in ihren Blättern einen Antikörper gegen HIV. Eines Tages könnte dieser Wirkstoff in Gelen vor einer Infektion mit dem Aids-Virus schützen.

Ursprünglich produzieren Tabakpflanzen keine Antikörper gegen das HI-Virus, Wissenschaftler vom Fraunhofer Institut für Molekularbiologie und angewandte Ökologie (IME) in Aachen haben sie mit Hilfe von Gentechnik erst dazu gebracht. Dazu haben sie in die Pflanzen ein fremdes Gen – ein so genanntes Transgen – eingeschleust, welches für den Antikörper kodiert. Mit Hilfe dieser genetischen Bauanleitung geben sie vor, wie das gewünschte Protein aussehen soll. Die transgenen Pflanzen produzieren es in großen Mengen, und schließlich wird es aus den Blättern extrahiert. Auf diese Weise können Wissenschaftler schon verschiedene Proteine gewinnen, etwa Antikörper, Impfstoffe und Enzyme.

Das Prinzip ist nicht neu. Seit geraumer Zeit nutzen Forscher gezielt gentechnisch veränderte Organismen als Wirkstofffabriken. Schon 1982 kam das erste so hergestellte Medikament auf den Markt: Menschliches Insulin aus transgenen Bakterien. Ein Vorteil solcher Produktionssysteme ist, dass sie relativ komplexe Moleküle synthetisieren können. Und so könnten neben Bakterien, Hefen und tierischen Zellkulturen nun auch Pflanzen als Produktionsstätten dienen. Mehrere "plant made pharmaceuticals" (PMP) befinden sich bereits in klinischen Studien, das erste PMP - allerdings aus Pflanzenzellkultur - steht kurz vor der Zulassung.

Das Prinzip Pflanze

Die Wissenschaftler vom Fraunhofer IME gehören zu den Pionieren auf diesem Gebiet: "Die Arbeiten reichen ununterbrochen bis in die 1980er Jahre zurück", erklärt Stephan Hellwig, Leiter der Abteilung für integrierte Produktplattformen. "Im Rahmen des EU-geförderten Pharma Planta-Projekts konnten wir zeigen, dass es prinzipiell möglich ist, einen Wirkstoff in entsprechenden Mengen in Pflanzen so herzustellen und aufzubereiten, dass er am Menschen als Medikament angewandt werden kann." Der HIV-Antikörper soll demnächst in einer ersten klinischen Studie getestet werden. "Ob aber nun genau dieser Wirkstoff mit genau diesem Produktionssystem einmal auf den Markt kommt, stand nicht im Vordergrund des Projektes. Es ging in erster Linie um das Prinzip", betont Hellwig.

Dabei wird dieser Antikörper sogar schon von Hamsterzellen hergestellt. Warum also nun auch in Pflanzen? Hellwig sieht die Vorteile vor allem in der Sicherheit und den niedrigen Kosten. Pflanzen sind – anders als Bakterien oder Hefen – höhere Organismen und können sehr komplexe Proteine herstellen. Die leisten zwar auch tierische Zellkulturen, allerdings sind diese wiederum zu sehr mit dem Menschen verwandt. So könnten Viren, die möglicherweise in diesen Kulturen vorhanden sind, auch für den Menschen gefährlich werden. "Pflanzenviren hingegen sind nicht humanpathogen. Sie brauchen diese also nicht zu entfernen und sparen damit Aufreinigungsschritte", so Hellwig.

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