Kräfte der Evolution - Ernst & Young

Molecular Pharming
Es wurden mittlerweile mehrere pflanzliche Produktionssysteme
für rekombinante Proteine entwickelt, von denen einige
bereits Marktreife erreichen. Unterschieden wird dabei in verschiedene
Systeme, wie die Vermehrung im abgeschlossenen
Bioreaktor mit Pflanzenzellkulturen (z. B. Tabak und Reis),
Algen, Wasserlinsen und Moos. Daneben konzentrieren sich
manche Firmen auf die Proteinproduktion in Pflanzen für den
Feld- oder Gewächshausanbau, etwa bei Tabak, Mais, Luzerne,
Raps und anderen.
Es kann auch differenziert werden zwischen transienter (meist
viraler Expression) und stabiler Transformation. Außerdem gibt
es Systeme für die Expression in bestimmten Pflanzenteilen und
Organellen. Um die Proteinproduktion in bestimmten Pflanzenorganen
zu konzentrieren, kann die Expression und Speicherung
des rekombinanten Proteins in Blättern, Samen, Früchten
und Speicherorganen erfolgen.
Des Weiteren stellt die Bindung der Proteine in intrazellulären
Ölkörperchen oder Proteinkomplexen eine geeignete Methode
zur vereinfachten Aufreinigung dar.
Die Gefahr der Verunreinigung der Nahrungskette mit Medikamenten
produzierenden gv-Pflanzenbestandteilen wird derzeit
kontrovers diskutiert. Eine gute, fachliche Anbaupraxis sowie
technologische Neuerungen sollten dem wirksam entgegenwirken
können. Die Verbreitung des transgenen Pollens wird
beispielsweise durch die Transformation nur der Plastiden (bzw.
der Chloroplasten) einer Pflanzenlinie fast vollständig verhindert,
da die meisten Pflanzenarten im Pollen keine Plastiden
tragen. Ferner sind die Proteinausbeuten durch Plastidtransformation
meist beachtlich hoch; ein Nachteil jedoch sind die
fehlenden posttranslationellen Modifikationen der Proteine. Die
deutsche Firma Icon Genetics präsentierte 2004 ein Hochexpressionssystem
für Proteine (magnICON) in Blattzellen,
welche mittels Agrobakterien mit entschärften RNA-Virenvektoren
transformiert werden. Die Proteinproduktion soll
mehrere hundert Kilogramm pro Hektar Anbaufläche betragen.
Die Pharma-Industrie beobachtet die Bemühungen der weltweit
10–30 Start-ups auf diesem Gebiet zwar intensiv, legt sich
allerdings außer einigen strategischen Kooperationen (noch)
nicht definitiv fest.
Pharma-Firmen brauchen verlässliche Standards zur Expression
und ein überzeugendes Proof-of-Concept, das bis zu klinischen
Studien reicht. Da die Etablierung einer neuen Proteinproduktionstechnik
ein Engagement für viele Jahre bedeutet, wagt
kaum eine Pharma-Firma den ersten großen Schritt.
Zugleich konnte die US-Firma Dow 2004 mit dem NIH ein
vierjähriges Forschungsvorhaben mit einem Budget von 5,7
Mio. US-$, abschließen; eine Außenstelle der Fraunhofer-
Gesellschaft ist daran mit beteiligt. Dabei geht es um die Produktion
von Impfstoffen in Pflanzen. Über den Anbau im
Gewächshaus soll der Impfstoff nach der Etablierung der Technologie
in drei bis vier Monaten produziert werden können.
Mit mehr als 12 Mio. € wird das 2004 ins Leben gerufene
Pharma-Planta-Konsortium von der EU unterstützt. Die 12
Länder übergreifende Initiative möchte die besonders Erfolg
versprechenden Methoden zur Impfstoffproduktion in Pflanzen
bis zur Klinikreife etablieren.
Weitere Entwicklungen
Die Auskreuzung von gv-Sorten in Wildformen oder konventionelle
Anbausorten durch Pollendrift und Auswilderung
stellen einen Kritikpunkt in der Diskussion um GVO dar. Dabei
muss man die Wahrscheinlichkeiten von Sorte zu Sorte unterscheiden;
Rapspollen beispielsweise wird weiträumiger verbreitet
als Maispollen; Kartoffeln halten sich nicht außerhalb von
Ackerflächen; Maispflanzen sind nicht winterhart und bringen
kaum Durchwuchs.
Um die unkontrollierte Verbreitung von gv-Pflanzen weiter
einzugrenzen, gibt es verschiedene Forschungsansätze:
• nicht-sexuelle Samenentstehung, ohne Befruchtung
(Apomixis)
• Samenbefruchtung ohne Blütenöffnung (Kleistogamie)
• Nicht keimungsfähige Samen (Samensterilität, Terminatortechnik)
• Nicht befruchtungsfähige Pollen bzw. männliche Sterilität
• Einbringung des Transgens nur in die Chloroplasten, die
meist nicht mit dem Pollen verbreitet werden.
Nur die Samen- und Pollensterilität sowie die Chloroplastentechnik
sind inzwischen marktnah entwickelt.
53