»Grüne« Medikamente ernten

Über ein Viertel aller Medikamente werden heute bereits mit Hilfe der Bio- und Gentechnologie hergestellt. Bislang stammen die Wirkstoffe wie zum Beispiel Insulin, Interferon oder Impfstoffe gegen Gelbsucht vor allem aus Bakterien oder Zellkulturen von Tieren. Allerdings haben diese Herstellungsverfahren einige Nachteile: Die mikrobiell oder in Säugetierzellkulturen produzierten Proteine können Immunreaktionen auslösen oder Pathogene wie HIV oder Hepatitisviren übertragen. »Pflanzen hingegen erzeugen keine bakteriellen Giftstoffe, Viruspartikel oder Krankheitserreger, die den Menschen gefährden«, erläutert Dr. Stefan Schillberg vom Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Ökologie IME. Daher wollen Fraunhofer-Forscher künftig Medikamente aus Pflanzen ernten.

Die Wissenschaftler nutzen Pflanzen als »Biofabrik«, um Wirkstoffe wirtschaftlich und sicher herzustellen. Beim Molekular Farming wird ein zusätzliches Gen – etwa das für den Antikörper gegen den Karieserreger – in das Erbgut einer Pflanze integriert. Dieser gentechnisch veränderte Organismus produziert dann beim Wachsen automatisch das neue »rekombinante« Protein. Der Wirkstoff gegen Karies muss dann nur noch isoliert werden. »Die in Pflanzen hergestellten Proteine haben eine hohe Qualität – sie weisen eine korrekte dreidimensionale Faltung auf«, nennt Schillberg einen wesentlichen Vorzug des Verfahrens. Zudem ist die Herstellung hochwertiger Wirkstoffe in Pflanzen 10 bis 50-mal kostengünstiger als in Bakterien oder tierischen Zellkulturen. Bisher haben die Fraunhofer-Forscher mehr als 150 verschiedene rekombinante Proteine in Tabak, Weizen oder Reis produziert – darunter zum Beispiel das menschliche Bluteiweiß Serumalbulmin, Antikörper gegen den Karieserreger oder Enzyme. »Am besten eignet sich Tabak zur Massenproduktion von Wirkstoffen. Die Pflanze ist leicht gentechnisch zu verändern und preiswert zu kultivieren. Tabak produziert pro Hektar und Jahr die meiste Biomasse und somit große Mengen an Produkt«, fasst der Biologie die Ergebnisse zusammen.

Für seine Arbeiten erhält Dr. Schillberg den Fraunhofer-Sonderpreis 2001. Denn für die Diagnose und Behandlung bestimmter Krebsarten und Infektionen werden große Mengen neuartiger Pharmazeutika benötigt. Molekulares Farming ist ein Verfahren, mit dem Wirkstoffe sicher und in großem Maßstab kostengünstig hergestellt werden können.