Medikamente vom Acker: Pflanzen als Biofabriken

- Medikamente gegen HIV, Diabetes, Tuberkulose, Tollwut und andere Krankheiten sollen in absehbarer Zeit auf dem Acker wachsen. Das mit zwölf Millionen Euro ausgestattete EU-Projekt Pharma-Planta vereint Forschergruppen aus elf europäischen Nationen, um in den nächsten fünf Jahren zu beweisen: Genetisch veränderte Pflanzen produzieren pharmazeutische Rohstoffe im Gegensatz zu Mikroorganismen und Tieren sicherer, billiger, reiner und umweltverträglicher.

<P>Ziel des Projektes ist der Aufbau einer kompletten Produktionskette vom Design eines Wirkstoffmoleküls bis hin zu seinem Einsatz in klinischen Tests. Dahinter steht die Hoffnung, den Pharmastandort Europa an den der USA aufschließen zu lassen. Denn dort laufen bereits seit wenigen Jahren klinische Studien mit Wirkstoffen aus gentechnisch veränderten Pflanzen, zum Beispiel gegen Herpes simplex, Karies und verschiedene Tumoren. Geleitet wird Pharma-Planta vom Kings College in London und dem Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und angewandte Ökologie (IME) in Aachen. Dort haben die Teams um Prof. Rainer Fischer und Dr. Stefan Schillberg in den letzten Jahren vorwiegend Tabak und Mais zu Biofabriken umgebaut.</P><P>Über 150 therapeutisch wirksame Substanzen produzieren die IME-Pflanzen inzwischen in Laboren, Gewächshäusern und - wegen gesetzlicher Einschränkungen in Europa - auf nordamerikanischen Feldern, darunter das Bluteiweiß Serumalbumin, ein wichtiger Blutersatzstoff bei der Versorgung großflächiger Verbrennungen und starken Blutungen. Über ein Viertel der heute verfügbaren Medikamente wird bereits gentechnisch hergestellt. Paradebeispiel ist das seit 1983 von genetisch veränderten Bakterien gelieferte Insulin. In der Folgezeit wurden menschliche Gene auch in das Erbgut von Kühen, Schweinen, Schafen, Ziegen, Kaninchen und Hühnern eingeschleust, um aus deren Milch, Urin, Sperma und Eiern Medikamente, Nahrungsergänzungsstoffe und therapeutisch und technisch wirksame Proteine und Substanzen zu gewinnen. Der Begriff "Molekulares Farming" macht seither die Runde.</P><P>Doch es gibt auch Misserfolge. "Viele der Embryos sterben oder werden nach der Geburt getötet, weil das eingebaute menschliche Gen nicht funktioniert", kritisiert Schillberg und wirft die Frage nach der ethischen Vertretbarkeit auf. Hinzu kommt, dass die Aufzucht der Tiere und die komplizierte Nachreinigung ihrer Produkte von Bakteriengiften, Viruspartikeln und Krankheitserregern (BSE-Problematik) hohe Kosten verursacht. Zehn bis 50 Mal günstiger und viel sicherer könnten Pflanzen diese Arbeit verrichten, denn: "Deren Zellen enthalten alle Komponenten, die für den Zusammenbau komplexer Proteine - einschließlich der menschlichen - erforderlich sind", so Schillberg. Die in Frage kommenden menschlichen Gene oder Genabschnitte, die den Bauplan für das gewünsch-te Protein liefern, werden in Viren oder Bakterien eingebaut und in die Pflanzen geschleust. Die winzigen "Genfähren" schleusen ihre Fracht in das Erbgut der Pflanze ein, die - nunmehr umprogrammiert - das Protein produziert.</P><P>Eleganter geht es durch Beschuss mit Goldpartikeln, deren Oberfläche mit den entsprechenden DNA-Abschnitten versehen werden, oder mit Unterstützung des Agro-Bodenbakteriums. Derart präparierte Pflanzen benötigen im Gewächshaus oder auf dem Acker nur Licht, Mineralien und Wasser, um fast unbegrenzt die erwünschten Substanzen zu liefern. Nach der Ernte müssen sie dann nur noch zerkleinert und verflüssigt werden, damit man die Proteine abtrennen kann. Schon 1986 wurde so Interferon hergestellt, mit dem sich der Körper gegen Viren schützt. Nach vielen Vorversuchen favorisieren die IME-Forscher Tabak und Mais als Biofabriken. "Diese Pflanzen sind gentechnisch leicht zu verändern, preiswert zu kultivieren und produzieren die meiste Biomasse und damit große Proteinmengen", sagt der Biologe.</P><P>Sämtliche Technologien zur Wirkstoffherstellung in Pflanzen sind in Europa schon lange vorhanden, doch erst jetzt werden sie gebündelt. Und das auch aus wirtschaftlichen Gründen: Man schätzt für 2010 alleine den Markt mit Antikörpern auf rund 13 Milliarden Euro. Spätestens dann wird das molekulare Farming interessant. Noch sind aber viele Probleme zu bewältigen: <BR>- Die Gewinnung der Wirkstoffe aus den Pflanzen größerer Menge, <BR>- effizientere Sicherheitsmaßnahmen für Freilandflächen,<BR>- auch die Aufreinigungsmethoden zur Abtrennung der Stoffe nach der Ernte müssen verbessert und schnellere Tests entwickelt werden. </P>

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