„Daß ein lebensrettender Wirkstoff gerade aus Tabakpflanzen kommt, klingt für viele erstaunlich – dieses Gewächs wird ja meist nur mit Nikotin in Verbindung gebracht”, sagt Dr. Stefan Schillberg vom Fraunhofer-Institut für Umweltchemie und Ökotoxikologie, Abteilung Molekulare Biotechnologie, in Aachen. Er und sein Team betreiben „molekulares Farming”: Sie erproben die Produktion von Eiweißstoffen (Proteinen) in gentechnisch veränderten Pflanzen. Und sie haben es geschafft, menschliches Serum-Albumin – Bestandteil des menschlichen Blutes – in den Blättern der Tabakpflanze Nicotiana tabacum herzustellen.
„Wir haben das Gen, das für die Produktion des gewünschten Eiweißstoffs zuständig ist, in das Erbgut der Pflanze eingesetzt” , erklärt Schillberg. Der genetisch veränderte („transgene”) Tabak produziert beim Wachsen das fremde Protein mit und wird so zum Lieferanten von Eiweißmolekülen, die sonst nur im menschlichen Blut vorkommen.
„Um das Serum-Albumin herauszulö-sen, verwenden wir im ersten Schritt eine Art Mixer, der die Blätter zerkleinert”, erklärt der Molekularbiologe. Aus dem gewonnenen Saft isolieren die Aachener die Wirkstoffmoleküle – beispielsweise, indem die Moleküle in Chromatographiesäulen aufgrund unterschiedlicher Laufgeschwindigkeiten voneinander getrennt werden. Gebraucht wird das Eiweiß in nahezu jeder Klinik: Vor allem Patienten mit ho-hem Blutverlust oder großflächigen Ver-brennungen erhalten den Stoff als lebensrettende Infusion.
Das molekulare Farming bietet erhebliche Vorteile, verglichen mit biotechnologischen Produktionsprozessen, wo gentechnisch veränderte Bakterien oder tierische Zellen als lebende Fabriken eingesetzt werden: „Pflanzen produzieren weder Endotoxine – bakterielle Giftstoffe – noch Viruspartikel, die den Menschen gefährden könnten”, erklärt Schillberg. „Eine komplizierte Reinigung ist somit unnötig.” Obendrein sind die gentechnisch veränderten Gewächse pflegeleicht: Sie gedeihen allein mit Wasser, Sonne und Mineralien. Die Aachener Arbeitsgruppe spielt in Deutschland unangefochten die Vorreiterrolle. In den USA durchlaufen indes bereits erste durch molekulares Farming gewonnene Medikamente die klinischen Tests: Die am meisten versprechenden Kandidaten sind ein Impfstoff gegen das Herpes-Virus und ein Arzneimittel, das vor Karies schützen soll.
In Deutschland hingegen ist der Feld-anbau transgener Pflanzen gesetzlich verboten. Der Grund: Die Risiken der Freisetzung sind noch nicht ausreichend erforscht. Die Fraunhofer-Wissenschaft-ler setzen deshalb parallel auf eine zweite Strategie: Wirkstoffe aus Pflanzen gewinnen – aber ohne Ackerland. Dazu entwickelten sie Schüttelkolben, in denen sie Suspensionen aus einzelnen, nicht zu Gewebe verbundenen Pflanzenzellen ansetzen – gewonnen aus Zellkulturen. „Die Zellen brauchen lediglich eine Nährlösung und konstante Temperatur”, sagt Schillberg, „nicht einmal Licht ist mehr nötig.”
Das Verfahren sei zwar etwas teuer als der Anbau im Freien, doch dafür ließen sich pharmazeutische Qualitätskriterien – beispielsweise Sterilität und gleichmäßige Qualität der gewonnenen Eiweißstoffe – im Labor leichter erreichen. Das macht den höheren Produktionspreis möglicherweise wett. Gemeinsam mit ei-nem Partner aus der Industrie planen die Aachener jetzt, das Serum-Albumin aus der Tabakpflanze für die Unfallchirurgie zu vermarkten.
Schillberg und seine Mitstreiter rechnen sich Chancen aus. Denn beim konventionellen Gewinnen des Eiweißes aus Spenderblut kann nie ausgeschlossen werden, daß ein gefährlicher Erreger mit isoliert wird. So weiß derzeit niemand, ob die neue Variante der Creutzfeldt- Jakob-Erkrankung – die durch BSE-verseuchtes Fleisch auf den Menschen übertragbar ist – nicht auch unentdeckt in Konserven der Blutbanken schlummert. Mit „grünem” Serum-Eiweiß wäre man auf der sicheren Seite.
Carola Pfeifer
