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Molecular Pharming: Arzneistoffernte aus Pflanze und Tier

TITEL

 
Molecular Pharming


Arzneistoffernte aus Pflanze und Tier


Von Verena Ruß / Weltweit nehmen die Bemühungen zu, gentechnisch veränderte Pflanzen und Tiere als Produktions­organismen für pharmazeutische Wirkstoffe zu entwickeln. Wird Molecular Pharming den Arzneimittelmarkt revolutionieren?

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Rein äußerlich sehen die Ziegen der Firma GTC Biotherapeutics genauso aus wie ganz normale Ziegen in einem Zuchtbetrieb. Dennoch sind diese Tiere Lebewesen aus dem Labor: Die Eizellen ihrer Großmütter wurden gentechnisch verändert und das Erbgut durch ein menschliches Gen ergänzt. Die Enkelinnen dienen nun als »tierische Minifabriken« und produzieren in ihrer Milch das Protein Antithrombin III. Der Gerinnungshemmer ist der erste Wirkstoff aus transgenen Tieren und seit 2008 unter dem Namen ATryn® auf dem europäischen Markt zugelassen. Er wird zur Thrombo­embolieprophylaxe bei Eingriffen an Patienten mit angeborenem Antithrombinmangel eingesetzt. Mit dieser Zulassung wurde eine Spitzentechnologie in den Arzneimittelmarkt eingeführt, der eine blühende Zukunft vorhergesagt wird: Molecular Pharming.




Tierische Minifabrik: Gentechnisch veränderte Ziegen produzieren in ihrer Milch den Gerinnungshemmer Antithrombin III.

Foto: Yura Shurmistov/Fotolia


Molecular Pharming ist eine Wortschöpfung, die sich aus den englischen Worten »pharmaceutical« (Arz­nei­mittel) und »farming« (Landwirtschaft) ergibt. »Molecular« leitet sich von der Technologie ab, die dahinter steckt: die Molekularbiologie.

 

Wie könnte die Zukunft der Arzneimittelproduktion aussehen? Gentechnisch veränderte (gv-)Tiere und Pflanzen, denen die Erbinformation der Wahl »eingeschleust« wurde, sollen in ihren Milchdrüsen oder Blättern Wirkstoffe produzieren, die nicht wie bisher durch Zentrifugieren einer Fermenterkultur, sondern per Melken, Pflücken oder Mähen gewonnen werden. Biopharmazeutika könnten so (vielleicht) kosteneffizienter hergestellt werden. Möglicherweise könnte man auch komplexere Strukturen thera­peu­tisch wirksamer Proteine erzeugen, die mit den derzeit verfügbaren Methoden nur schwer oder gar nicht zu produzieren sind.

 

Der Molecular-Pharming-Sektor ist recht überschaubar. Die Zentren liegen in den USA, Kanada und Europa. Etwa 300 Institutionen sind aktiv an den Entwicklungen beteiligt, darunter circa 100 Biotech-Unternehmen. Zu den größeren Firmen zählen GTC Biotherapeutics (USA), Meristem Therapeutics (Frankreich), Pharming N.V. (Niederlande) und in Deutschland die Bayer Innovation GmbH.

 

Darüber hinaus gibt es zahlreiche nationale und internationale Projekte. So auch »Pharma-Planta«, ein Verbundprojekt von 39 Forschungseinrichtungen und Unternehmen aus elf europäischen Ländern und Südafrika. Es wird von der EU derzeit mit zwölf Millionen Euro gefördert. Entwickeln will man Arzneistoffe zur Behandlung und Prävention von HIV, Tollwut, Tuberkulose, Diabetes mellitus und verschiedenen Autoimmunerkrankungen. Die Wirkstoffe sollen in transgenen Tomaten, Tabak oder Mais produziert werden. Zeitgleich will man auch gesetzliche Rahmenbedingungen für einen großflächigen Anbau von gv-Pflanzen in Europa erarbeiten.

 

Die Pipeline ist gefüllt

 

Das Interesse an Molecular Pharming wächst stetig, und so sind auch die Forschungsaktivitäten recht rege (Tabelle). Pharming N.V. arbeitet zurzeit an der Synthese des Komplementfaktors C1-Inhibitor, der bei hereditärem Angioödem eingesetzt werden soll. Bei dieser seltenen Erbkrankheit kommt es zu starken, teils lebensbedrohlichen Ödemen der Schleimhäute und inneren Organe. Das Protein wird in gv-Kaninchen gebildet und über die Milch gewonnen. Zwar ist das Melken von Kaninchen etwas mühselig, dafür gebären sie umso schneller Junge und sind leichter zu halten als größere Säugetiere. Die Studien befinden sich in der klinischen Phase III. Ein Antrag auf Zulassung für ein Präparat mit dem Handelsnamen Rhucin® wurde bereits gestellt.


Tabelle: Potenzielle Arzneistoffe (Auswahl) aus gentechnisch veränderten Pflanzen und Tieren

Organismus Wirkstoff Anwendung Unternehmen/
Klinische Phase
 
Kaninchen C1-Inhibitor (Enzym) Hereditäres Angioödem Pharming Group NV, Niederlande
Phase III 
Mais gastrische Lipase (Enzym) Cystische Fibrose Meristem Therapeutics, Frankreich
Phase II 
Wasserlinse Interferon alfa 2B (Zytokin) Hepatitis C Biolex Therapeutics, USA
Phase II 
Tabak Antikörper Kariesprophylaxe Planet Biotechnology, USA
Phase II 
Färberdistel Insulin Diabetes SemBioSys Genetics, Kanada
Phase I/II 
Tabak Antikörper Erkältung, Rhinoviren Planet Biotechnology, USA
Phase I/II 
Tabak Impfstoff follikuläres B-Zell-Lymphom Bayer Innovation, Deutschland
Phase I 
Tabak Impfstoff HIV-Prävention Pharma Planta, Europa und Südafrika
präklinische Phase 
Eier monoklonale Antikörper Autoimmunerkrankungen Origen Therapeutics, USA
präklinische Phase 

Meristem Therapeutics forscht in Phase II an Mais, der in seinen Körnern das Enzym gastrische Lipase bildet. Das Enzym soll zur Therapie von Zystischer Fibrose oder bei Pankreatitis eingesetzt werden. Dem Präparat wurde bereits 2003 der sogenannte Orphan-Drug-Status zuerkannt. Das bedeutet für das Unternehmen zehnjährige Exklusivrechte sowie die Befreiung von jeglichen Gebühren – wenn die Zulassung erteilt wird.

 

Ferner ist im Januar 2010 ein Antikörper-Impfstoff aus der Tabakpflanze zur Behandlung des follikulären B-Zell-Lymphoms, einer Sonderform des Non-Hodgkin-Lymphoms (NHL), in die klinische Prüfung eingetreten. Die Technologie wurde von der Bayer Tochter Icon Genetics in Halle entwickelt. Die Impfstoffe sollen künftig patientenspezifisch hergestellt werden, um entsprechend den Oberflächenproteinen erkrankter Lymphozyten eine Immunisierung hervorzurufen. Das körpereigene Immunsystem soll so die Tumorzellen spezifisch erkennen und gezielt zerstören. Die Gensequenzen hierfür werden mithilfe von Agrobacterium tumefaciens in die Tabakpflanze eingebracht (siehe Kasten) und das Produkt anschließend aus den Blättern gewonnen. Zielgruppe sind erfolgreich chemotherapierte Patienten, um diese in kompletter Remission zu halten.


Wichtige Techniken des Gentransfers

Bei Pflanzen

 

Transformation durch Agrobacterium tumefaciens

A. tumefaciens ist ein für Pflanzen pathogenes Bakterium. Es kann DNA in pflanzliche Zellen mittels seines Ti-Plasmids übertragen (Ti: tumor inducing, Tumor erzeugend). Die Aktivierung der Virulenz- oder vir-Gene auf diesem Plasmid wird genutzt, um eine gewünschte Gensequenz in die Pflanzenzelle einzubringen. Mit dieser Methode werden Tabak, Mais, Reis und Soja erfolgreich im Labor transformiert. Anschließend werden die Zellkulturen in In-vitro-Kulturen zu vollständigen Pflanzen herangezogen.

 

Biolistische Transformation

Die biolistische Transformation ist eine rein mechanische Methode. Hierfür wird DNA auf Gold- oder Wolframpartikel aufgebracht, die anschließend mit Genkanonen (»gene guns«) unter hohen Geschwindigkeiten (über 1300 m/s) in die Zellen geschossen werden. Da die Partikel sehr klein sind, bleiben Zelle und Zellwand weitgehend unversehrt. Allerdings ist der Gentransfer relativ instabil. Häufig kommt es nur zu einer transienten Expression, bei der die eingeführte DNA nur vorübergehend aktiv ist.

 

Protoplastentransformation

Die Pflanzenzellen werden vereinzelt und anschließend durch Zellulasen deren Zellwände aufgelöst (Protoplasten­isolation). Um die Zellmembran für den Gentransfer durchlässig zu machen, wird entweder Polyethylenglykol hinzugefügt oder es erfolgt ein kurzer Stromstoß (Elektroporation). Die Methode wird insbesondere bei den Pflanzen genutzt, bei denen A. tumefaciens erfolglos ist, zum Beispiel bei Moosen.

 

Bei tierischen Zellen

 

Mikroinjektion

DNA wird als Plasmid direkt in den Zellkern oder in das Cytoplasma der Zelle injiziert. Das Verfahren ist apparativ sehr aufwendig und anspruchsvoll. Die Transfektionseffizienz liegt bei nahezu 100 Prozent.

 

Reproduktives Klonen

Als reproduktives Klonen wird die Anwendung der Zellkerntransfer-Technik bezeichnet: Der Zellkern einer Akzeptorzelle wird zerstört. Aus einer Donorzelle, die gentechnisch, zum Beispiel mittels Mikroinjektion, so verändert wurde, dass sie das gewünschte therapeutische Protein bilden kann, wird der Zellkern entnommen und mit der entkernten Zelle fusioniert. Daraus kann ein transgener Embryo reifen, der von einem »Leihmuttertier« ausgetragen wird.


Last but not least: Im Rahmen des EU-Projekts Pharma-Planta stellen Forscher vom Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und angewandete Ökologie in Aachen die Technologie sowie das Material für die klinische Prüfung eines HIV-neutralisierenden Antikörpers bereit. Der Antikörper, der ebenfalls in Tabakpflanzen gebildet wird, soll präventiv als Gel eingesetzt werden. Die Studien laufen in Kürze an.

 

Wie alles begann . . .

 

Die Produktion von Arzneimitteln mithilfe gentechnischer Methoden ist nicht neu. So werden Insuline für Diabetiker oder Interferone zur Tumortherapie seit knapp 30 Jahren in mikrobiellen und tierischen Zellen hergestellt. Nach Angaben des Verbands der Forschenden Pharmaunternehmen (VfA) sind in Deutschland derzeit mindestens 142 gentechnisch hergestellte Arzneimittel mit 106 Wirkstoffen zugelassen.

 

Bislang beschränkte sich die Herstellung jedoch rein auf Zellkulturen. Neu ist, gv-Pflanzen oder -Tiere als eigenständige Bioreaktoren zu nutzen. Durch die direkte Nutzung höherer Organismen als Produk­tionsplattform hofft man, alle biologischen Voraussetzungen zur optimalen Proteinsynthese auszuschöpfen. Vor allem aber will man Kosten sparen. Transgene Herden könnten schnell aufgestockt und Felder mit gv-Pflanzen schnell vergrößert werden. So könne die Produktionseffizienz rasch gesteigert werden, sagen die Befürworter.

 

Der Gedanke, gentechnisch »aufgerüstete« Tiere und Pflanzen als »Apotheke« zu nutzen, entstand in den 1980er-Jahren. Damals boomte die Bio- und Gentechnologie weltweit, und erstmals wurden erfolgreich transgene Pflanzen und Mäuse geschaffen. Bald sprach man davon, die neuen Technologien zu nutzen, um die miserable Versorgungslage der Entwicklungsländer zu verbessern. Man wollte Nutzpflanzen hitzebeständiger und salztoleranter züchten, um den Anbau von Getreide in Wüstenregionen zu ermöglichen.

 

Auch gab es die Idee, Früchte anzubauen, die zusätzlich Impfantigene gegen Cholera und Hepatitis synthetisieren. Damit wollte man eine Durchimpfung der Menschen in Entwicklungsländern erleichtern. Die »Impfbanane« sollte ein wohlschmeckend essbares Vakzin liefern, das – am besten vor Ort angebaut – keine weiten Kühltransportwege braucht. Dieses Konzept stieß jedoch schnell an seine technischen Grenzen, da Dosisschwankungen nicht auszuschließen sind und die Stabilität der Impfstoffe in den Früchten fraglich ist. »Impfbananen« werden wohl vorerst eine Vision bleiben.

 

Tabak für die Gesundheit?

 

Realistischer ist die Synthese von Wirkstoffen in gv-Pflanzen mit anschließender Isolierung, Aufreinigung und Weiterverarbeitung. Die Vorteile pflanzlicher Produk­tionssysteme scheinen auf der Hand zu ­liegen: Pflanzen können Proteine korrekt synthetisieren und sind vor allem auch in der Lage, komplexe Proteinstrukturen herzustellen. Darüber hinaus können die Wirkstoffe in einigen Produktionspflanzen wie Mais oder Reis auch in den Früchten oder Samen gespeichert werden. Dadurch sind die Arzneistoffe für einen längeren Zeitraum konserviert und somit lager- und transportfähig.

 

Ein weiterer Vorteil liegt in der evolu­tionären Distanz zwischen Tier- und Pflanzenreich. Pflanzen besitzen zwar alle Komponenten der tierischen Proteinbiosynthese, haben aber einen komplett unterschiedlichen Metabolismus. Daher können viele Stoffe, die für den tierischen Organismus toxisch sind, den Pflanzen nichts anhaben und problemlos akkumuliert werden – beispielsweise manche Zytokine wie Interferon alfa 2B, das in der Wasserlinse produziert wird. Auch lassen sich Verunreinigungen durch mikrobielle Endotoxine ausschließen. Herkömmlich biotechnologisch hergestellte Pharmazeutika werden zwar seit Jahren sicher produziert, müssen allerdings aufwendig auf eventuelle Kontaminanten getestet werden.




Auch die Maispflanze wird zum Arzneistoffproduzenten umfunktioniert.

Foto: Swetlana Wall/Fotolia


Unterschiedliche Pflanzen werden als Produktionsorganismen genutzt: Tabak, Mais, Reis, Kartoffeln, aber auch die Färberdistel und die Was­ser­linse. Die Tabakpflanze ist derzeit der Liebling unter den Biotechnolo­gen. Sie ist gentechnisch leicht zu verändern, lässt sich preiswert kulti­vie­ren und liefert mit 50 bis 100 Tonnen die größte Biomasse pro Hektar und Jahr. Nachteilig ist die begrenzte Lagerfähigkeit frischer Tabakblätter. Sobald diese welken, werden auch die Arzneistoffe abge­baut. Ebenso muss das Nicotin in einem zusätzlichen Aufreinigungs­schritt komplett entfernt werden.

 

Dennoch gibt es gute Gründe, sich für die Tabakpflanze als Produktionsorganismus zu entscheiden. Sie ist eine »Non-Food-Pflanze«. Wie die Wasserlinse oder die Färberdistel dient sie weder als Futterpflanze noch wird sie zur Lebensmittelgewinnung genutzt. Außerdem können die Tabakblätter je nach Produktionsbedingungen mehrfach pro Jahr abgeerntet werden, was die Ausbeute an den Arzneistoffen bedeutsam erhöht.

 

Koexistenz im Freiland

 

Wichtig ist, dass beim Anbau von gv-Pflanzen Produktionssicherheit gewährleistet ist, insbesondere im Freiland. Häufig genutzte Testpflanzen wie Mais, Reis, Kartoffeln und Raps sind Windbestäuber, deren Pollen oft kilometerweit getragen werden. Eine unbeabsichtigte Kreuzung mit artgleichen Pflanzen ist auf offener Flur nicht auszuschließen. Dabei könnte das ergänzte »fremde« Erbmaterial übertragen werden – dies könnte vor allem dann kritisch werden, wenn man an Kreuzungen mit Lebensmittelpflanzen oder mit Wildformen denkt.




Intensiv arbeiten Forscher an der Entwicklung gentechnisch veränderter Pflanzen, die bestimmte Moleküle synthetisieren sollen.

Foto: picture-alliance


2004 erfolgte in Deutschland der erste wissenschaftliche Erprobungsanbau von gv-Mais. Ziel war es, Erkenntnisse zur Koexistenz zu gewinnen, also zum Anbau von gv-Pflanzen neben nativen Pflanzen. Es zeigte sich, dass Pollen­einträge in direkt angrenzenden konven­tionellen Maisfeldern vornehmlich in einem Zehn-Meter-Streifen um das gv-Feld zu finden waren. Mit wachsender Distanz nahm der gentechnisch verän­derte Anteil in den Proben rasch ab. Ab einem Abstand von 20 Metern wurde der Schwellenwert (0,9 Prozent gv-Anteil) nicht mehr überschritten.

 

Als Maßnahme zur Minimierung der Auskreuzung wurde in Deutschland dann eine Verordnung erlassen, dass gv-Mais nur in einem Sicherheitsabstand von 150 Metern zu konventionellen Maisfeldern, zu ökologischen Maisfeldern sogar nur mit 300 Metern Abstand angebaut werden darf.

 

Am sichersten wäre der Anbau von gv-Pflanzen in Gewächshäusern, denn durch die physikalische Barriere können weder Pollen noch Pflanzenteile weitergetragen werden. Nicht zuletzt könnte so auch immer das optimale Klima für sensible Pflanzen, beispielsweise Tomaten, geschaffen werden. Eine andere Möglichkeit ist die Kultivierung von Pflanzenzellsuspensionen in Bioreaktoren. So wird beispielsweise das Enzym Glucocerebrosidase, das bei der Gaucher-Krankheit, einer erblich bedingten Fettstoffwechselkrankheit, eingesetzt wird, bereits erfolgreich in Kulturen von Karottenzellen hergestellt. Tabakzellsuspensionen werden genutzt, um das Enzym α-Galactosidase zur Therapie der Fabry-Krankheit, ebenfalls eine hereditäre Fettstoffwechselkrankheit, synthetisieren.

 

Zwar erhöhen sich bei beiden Alternativen – Gewächshaus und Bioreaktoren – die Herstellungskosten; die Produktion unter kontrollierten Bedingungen wäre aber möglich.

 

Ohne Moos nix los

 

Wenngleich die Proteinbiosynthese in Pflanzen derjenigen in tierischen Zellen gleicht, ist die Prozessierung der Proteine nicht immer komplett identisch. Bei der Glykosilierung zeigen sich geringfügige Unterschiede. Pflanzen bevorzugen den endständigen Anbau von Mannose, Fukose oder Xylose, während man in Säugerzellen meist Galactose als Zuckerrest findet. Ob diese Unterschiede bei der Anwendung des Arzneimittels eine unerwünschte Immunreaktion hervorrufen können, wird kontrovers diskutiert. Komplett auszuschließen ist es nicht.




Diese gentechnisch veränderten Tabakpflanzen im Gewächshaus produzieren ein Antibiotikum.

Foto: Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie


Forscher der greenovation Biotech GmbH, einem Spin-off-Unternehmen der Universität Freiburg, haben diese Problematik nun gelöst und stellen als Dienstleister für Pharma- und Biotechunternehmen Proteine mit optimierter Zuckerstruktur her. Dafür haben sie die sogenannte Bryotech­nologie – Bryophyten sind Moose – entwickelt. Die Herstellung von Thera­peutika in Moosen ist ähnlich wie die Herstellung in der Tabak­pflan­ze vergleichsweise einfach und kostengünstig. Moose lassen sich leicht gentechnisch verändern, und das Protonema (Vorkeim bei Moo­sen) wächst anspruchslos unter pho­to­auto­trophen Bedingungen in Glas­reaktoren. Licht und Kohlendioxid dienen als einzige Energie- und Kohlenstoffquellen. Da das Moos zudem bei pH-Werten zwischen 4,0 und 8,0 wächst, können Herstellungsbedingungen gewählt werden, die für das gewünschte Protein optimal sind.

 

Zur Herstellung der maßgefertigten Proteine veränderten die Freiburger Wissenschaftler das Kleine Blasenmützenmoos (Physcomitrella patens) gentechnisch so, dass die Gene, die die pflanzentypischen Zuckerreste anhängen, ausgeschaltet und die Gene, die die Proteine mit Galactose verknüpfen, eingeschaltet werden. Auf diese Art können »humanisierte« Proteine im Moos synthetisiert werden. Diese werden in das Medium sekretiert und liegen meist schon in sehr reiner Form vor. Die Investitions- und Betriebskosten für die Kultivierung von Mooszellen liegen im Vergleich zu konventionellen Produktionssystemen erheblich niedriger, berichten die Freiburger Wissenschaftler.

 

Arzneistoffe vom Bauernhof

 

Die Ziegen der Firma GTC Biotherapeutics machten den Anfang, und die Kaninchen der Firma Pharming sollen folgen. An der Gewinnung von Medikamenten aus weiteren gv-Tieren wird intensiv geforscht.




Photobioreaktoren: In Glasreaktoren werden in einem Medium, das vor allem aus Wasser und Salzen besteht, gv-Moose gezüch­tet, die maßgeschneiderte humanisierte Proteine synthetisieren.

Foto: AG Reski, Universtät Freiburg


Unterschiedliche Ansätze zur Her­stel­lung von Therapeutika in tieri­schen Organen sind derzeit in der Diskussion: Hühnereier, Urin, Sper­ma und Blut sind mögliche Produk­tions­plattformen. Der bevorzugte Bioreaktor aber ist die Milchdrüse, weil sie als »extrasystemisches« Organ den Körper des Tieres nicht unnötig mit den produzierten Fremd­proteinen, zum Beispiel Zytokinen, belastet. Darüber hinaus können die Forscher die eingeführte Gense­quenz, die für das gewünschte thera­peu­tische Protein kodiert, unter die Kontrolle eines Promotors stellen, der nur in der laktierenden Milchdrü­se aktiv ist. Eine zielgerichtete organ­spezifische Proteinproduktion ist damit möglich.

 

Dennoch stoßen die Wissenschaftler immer wieder auf Probleme. Die Verfahren, mit denen fremde Gene eingebracht werden, sind unausgereift, die Kosten erheblich und der Aufbau und Erhalt einer Herde von Tieren mit stabil verändertem Erbgut schwierig. Allein die »Schaffung« eines gentechnisch veränderten Tieres gleicht häufig mehr einem Lottospiel als einem ausgeklügelten Plan. Denn der Transfer des Genmaterials in Empfängerzellen gelingt meist nur mit 10-prozentiger Erfolgschance, und nur ein geringer Prozentsatz der resultierenden Embryonen überlebt die Petrischale, geschweige denn, dass das Austragen in »Leihmuttertieren« stets erfolgreich ist.

 

Darüber hinaus ist die Tierhaltung kompliziert: Einerseits sollen die Tiere möglichst art- und verhaltensgerecht leben, anderseits ist auszuschließen, dass sie sich mit Viren oder Bakterien anstecken. Denn theoretisch könnte jede Infektion der Tiere auch die Empfänger ihrer Medikamente betreffen. Kein leichtes Unterfangen, denn der Immunstatus transgener Tiere ist meist schlechter als der von »naturbelassenen« Tieren.

 

Insgesamt gesehen ist die Haltung von gv-Tieren mit einer normalen Landwirtschaft kaum zu vergleichen. Dennoch: gv-Tiere sind ein lukrativer Bioreaktor. Beispielsweise liefert eine gv-Ziege der Firma GTC Biotherapeutics 3 g Antithrombin III pro Jahr. Im Vergleich dazu liefern beispielsweise gv-Kartoffeln nur 16 mg Hepatitis-A-Antigen pro Kilogramm.

 

Kostenvorteile noch nicht klar

 

Aus wirtschaftlicher Sicht sollte Molecular Pharming einen erheblichen Vorteil gegenüber herkömmlichen biotechnologischen Methoden haben. Mögliche Einsparungen hängen jedoch stark von dem herzustellenden Protein, dem Umfang der Produk­tion sowie von der verwendeten Pflanzenart oder dem gv-Tier ab.

 

Allgemeingültige Aussagen zu den Kostenvorteilen sind zwar fast unmöglich, dennoch versucht man, einige Faktoren produktübergreifend festzulegen. Laut Schätzungen fallen zunächst hohe Investitionskosten für kostspielige Stahlfermentationsanlagen weg. Auch Gebäude- und Betriebskosten sowie teilweise Personalkosten könnten erheblich niedriger ausfallen, so die Berechnungen. Sonnenlicht als wichtige Energiequelle für Pflanzen ist darüber hinaus gratis, genauso wie Kohlendioxid, das sie zur Photosynthese benötigen. Auch gehen die Marktwissenschaftler davon aus, dass die bestehende Agrarinfrastruktur direkt genutzt werden könne und leicht ausbaubar sei. Eine Produktionserhöhung sei also mit geringem (Kosten-)Aufwand verbunden.

 

Einschränkend muss man jedoch festhalten, dass eine Produktionsstätte für gv-Tiere oder -Pflanzen vielen Auflagen genügen muss und zahlreiche strikte Genehmigungen erfordert. Anhand der aufwendigen GMP-Regularien für »herkömmliche« biotechnologische Anlagen kann man sich überlegen, wie es mit einem gv-Acker aussehen muss. Wobei bis heute noch nicht klar ist, ob der Anbau von gv-Pflanzen im Freiland in Zukunft überhaupt erlaubt oder ob dies lediglich in geschlossenen Systemen gestattet sein wird. Ähnliches gilt für die Haltung von Pharming-Herden. Dies würde den Kostenvorteil erheblich minimieren.

 

Ängste und Erwartungen

 

Molecular Pharming wirft nicht zuletzt auch gesellschaftspolitische und bioethische Fragen auf. Über Auswirkungen und Langzeitfolgen ist bislang nur wenig bekannt. Wie bei den ersten Anfängen der gentechnischen Produktion von Insulin wird die Zukunft der Sparte stark von der öffentlichen Meinung abhängen. Erwartungen, Ängste und Moralvorstellungen der Bürger und Politiker müssen berücksichtigt werden – ganz unabhängig von ökonomischen Fragen.

 

Aus wissenschaftlicher Sicht ist festzuhalten: Die Technologie ist innovativ, und der Bedarf an neuartigen Herstellungsmethoden für komplexere Proteinstrukturen gegeben. Insbesondere bei der Herstellung patientenspezifischer Arzneimittel könnte Molecular Pharming einen guten Beitrag leisten. Wie groß der Erfolg der Symbiose aus Pharmazie und Landwirtschaft sein kann, wird die Zukunft zeigen. Vielleicht bekommt dann Redewendung »An apple a day keeps the doctor away« eine ganz neue Bedeutung. /


Literatur

  1. Ma, J. K., Genes, greens, and vaccines. Nat. Biotechnol. 18 (2000) 1141-1142.
  2. Goldstein, D. A., Thomas, J. A., Biopharmaceuticals derived from genetically modified plants. QJM 97 (11) (2004) 705-16.
  3. Horn, M. E., et al., Plant molecular farming: system and products. Plant Cell Report 22 (2004) 711-720.
  4. Engelhard, M., et al., Graue Reihe Nr 43: Pharming – a new branch of biotechnology. Europäische Akademie zur Erforschung von Folgen wissenschaftlich-technischer Entwicklungen, 2007.
  5. DFG Broschüre: Grüne Gentechnik, Wiley-VCH Verlag, 2010.
  6. Houdebine, L. M., Production of pharmaceutical proteins by transgenic animals. Comp. Immunol. Microbiol. Infect. Dis. 32 (2) (2009) 107-121.
  7. Weber, W. E., et al., Coexistence Between GM and Non-GM Maize Crops – Tested in 2004 at the Field Scale Level (Erprobungsanbau 2004). J. Agronomy & Crop Science 193 (2007) 79-92.
  8. Spök, A., Karner, S., Plant Molecular Farming – Opportunities and Challenges. JRC-IPTS Report 2008.
  9. Yeung, P. K., Transgenic antithrombin III (Genzyme). IDrugs 3 (6) (2000) 669-673.
  10. Kind, A., Schnieke, A., Animal pharming, two decades on. Transgenic Res. 17 (6) (2008) 1025-1033.
  11. Choi, G., et al., Recombinant human C1-inhibitor in the treatment of acute angioedema attacks. Transfusion 47 (6) (2007) 1028-1032.
  12. Bendandi, M., et al., Rapid, high-yield production in plants of individualized idiotype vaccines for non-Hodgkin’s lymphoma. Ann. Oncol. 2010 May 21. [Epub ahead of print]
  13. Pardo, R., et al., The role of means and goals in technology acceptance – A differentiated landscape of public perceptions of Pharming. EMBO reports 10 (2009) 1069-1075.
  14. Vödisch, B., et al., Expression rekombinanter Proteinpharmazeutika. Trankskript 11 (7) 2005 Special 47-51.

Die Autorin

Verena Ruß studierte Pharmazie an der Universität Würzburg und erhielt 2005 die Approbation als Apothekerin. 2008 schloss sie ihre Promotion am Lehrstuhl für Pharmazeutische Biologie/Biotechnologie im Bereich nicht-viraler Gentransfer an der Universität München ab und forschte im Anschluss für ein Jahr als Postdoc in den USA. Seit Anfang 2010 arbeitet sie in einer öffentlichen Apotheke und ist nebenbei freiberuflich als Fachjournalistin tätig.

 

Dr. Verena Ruß

Wallensteinplatz 1

80807 München

verenaruss@gmail.com


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Beitrag erschienen in Ausgabe 37/2010

 

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