Forschung

„PharmaPlanta“: Tabak-Pflanze entwickelt Antikörper gegen HIV

Genetisch veränderte Pflanzen können Antikörper gegen das HI-Virus produzieren. Die Wissenschaftler schleusten den Antikörper in eine Tabakpflanze ein – dadurch lässt er sich leicht herstellen, insbesondere in den Entwicklungsländern, wo der Bedarf solcher kostengünstigen Medikamente sehr hoch ist.

Pflanzen können Antikörper produzieren, die vor einer Infektion mit dem Aids-Erreger HIV schützen. Prof. Rainer Fischer, Inhaber des Lehrstuhls für Molekulare Biotechnologie der Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule (RWTH) Aachen und Leiter des Fraunhofer-Instituts für Molekularbiologie und Angewandte Ökologie, führt aus: „Schutz vor einer Ansteckung gegen den Erreger bieten Stoffe wie etwa der neutralisierende Antikörper 2G12. Er bindet ein bestimmtes virales Eiweiß, das Protein gp120, an die Oberfläche des Virus, so dass der Erreger nicht mehr an die Immunzellen andocken kann. Diese Antikörper werden bislang in tierischen Zellkulturen hergestellt. Der Prozess ist aufwändig und teuer. Das so genannte Molekular Farming stellt eine sichere und vor allem kostengünstige Alternative dar.“ Molekular Farming ist in der Biotechnologie der Prozess, bei dem Arzneistoffe mit Hilfe der Landwirtschaft produziert werden.

Eingebettet in das EU-Projekt „PharmaPlanta“ arbeiten Fischer und sein Team bereits seit 2004 an wichtigen Grundlagen für die Herstellung des Antikörpers in gentechnisch veränderten Pflanzen und Pflanzenzellen. An dem von der Europäischen Union geförderten Forschungsprojekt sind 39 Partner aus Wissenschaft und Industrie aus zwölf europäischen Ländern beteiligt. Die Arbeiten wurden durch die Vollendung einer klinischen Prüfung in London erfolgreich abgeschlossen.

RWTH-Professor Rainer Fischer erhielt den ERC Advanced Grant für seine Forschungen zum Impfschutz gegen HIV. (Foto: Peter Winandy)

RWTH-Professor Rainer Fischer erhielt den ERC Advanced Grant für seine Forschungen zum Impfschutz gegen HIV. (Foto: Peter Winandy)

In den nächsten fünf Jahren kann Fischer seine Arbeit durch den bewilligten European Research Council (ERC) Advanced Grant intensivieren. Der ERC Advanced Grant richtet sich an außerordentlich erfahrene sowie exzellente Forscherinnen und Forscher. Fischer erhielt die Förderung vor allem für das PharmaPlanta-Projekt, welches er zusammen mit Prof. Julian Ma von der St. George’s Hospital Medical School in London geleitet hat. In dieser Zeit gelang es ihnen, Material für die klinische Prüfung des Antikörpers bereitzustellen.

Zunächst musste der Antikörper identifiziert werden. Anschließend wurde er fünfmal zurückgekreuzt, um das entsprechende stabile Saatgut zu erhalten. Damit der Antikörper aus der Pflanze geerntet werden kann, schleusten die Wissenschaftler das Gen für den Wirkstoff in das Erbgut einer Tabakpflanze ein. Tabakpflanzen eignen sich besonders gut, weil sie gentechnisch relativ einfach veränderbar sind. Außerdem sind die Pflanzen weder Lebensmittel noch Bestandteil der Futtermittelkette. Weiterhin wachsen sie gerade in tropischen Regionen und sind in Entwicklungsländern weit verbreitet. Damit können sie „in der Region für die Region“ angebaut und verarbeitet werden. „Das eingeschleuste Protein wird beim Wachsen der Pflanze automatisch mit produziert“, so Fischer. Bei der Produktion werden die Blätter gewaschen, zerkleinert und anschließend mit einer Serie von vier bis fünf Filtrations- und Chromatographieschritten extrahiert. „Der klare Extrakt wurde Ende 2008 bereits erfolgreich in präklinischen Sicherheitsstudien getestet, ohne dass negative Effekte auftraten“, berichtet Fischer.

Insgesamt 800 Kilogramm Pflanzenmaterial wurden aus dem institutseigenen Gewächshaus verarbeitet, um den neuen Inhaltsstoff nach den Richtlinien der European Medical Agency (EMA) zu gewinnen und für eine klinische Prüfung bereitzustellen. Im Rahmen des ERC Advanced Grant soll das Molekular Farming nun auch zur Prophylaxe gegen andere Krankheiten, wie zum Beispiel Tollwut, ausgeweitet und die Verfahren zum Anbau und zur Isolation vereinfacht und optimiert werden. „Wir konzentrieren uns auf die Bedürfnisse in den Entwicklungsländern. Gerade hier können Patienten wegen hoher Medikamentenpreise nicht ausreichend behandelt werden“, so Fischer. Er betont: „Wir sehen mit dem Molekular Farming eine Hoffnung für Millionen von Menschen.“

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