Experimentelle Untersuchungen zur Transgenese bei Nutztieren

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zelluläre Abstoßung kontrollieren können und dadurch längere Überlebenszeiten zu ermöglichen. 2.4 Pharming: Produktion rekombinanter Proteine in der Milchdrüse 2006 wurde von der European Medicine Agency (EMEA) erstmalig ein rekombinantes Protein aus der Milchdrüse als Medikament zugelassen (Niemann und Kues, 2007). Rekombinantes humanes Antithrombin III wird in der Milch transgener Ziegen produziert und ist zunächst für die prophylaktische Behandlung von Patienten mit Antithrombindefizienz vorgesehen. Inzwischen ist die Entwicklung fortgeschritten und zahlreiche weitere rekombinante Proteine aus der Milchdrüse von Kaninchen, Ziegen, Schafen oder Kühen befinden sich in der klinischen Prüfung (Tab.1). Tab. 1: Entwicklungsstand in der Produktion rekombinanter Proteine aus der Milchdrüse von Nutztieren Rekombinantes Protein Hersteller Tierart Klinische Prüfung humanes Antithrombin III GTC Biotherapeutics Ziege EU: zugelassen (Produktname: ATryn) USA: Phase 3 C1 Estera se Inhibitor Pharming Kaninchen Phase 3 MM-093 (AFp) Merrimack und GTC Ziege Phase 2 α-Glucosidase Pharming Kaninchen Phase 2 (gestoppt) humanes Wach stumshormon BioSidus Rind Vorklinisch Albumin GTC Biotherapeutics Rind Vorklinisch Fibrinogen Pharming Rind Vorklinisch Collagen Pharming Rind Vorklinisch Lactoferrin Pharming Rind Vorklinisch α-1 Antitrypsin GTC Biotherapeutics Ziege Vorklinisch Malaria-Vakzin GTC Biotherapeutics Ziege Vorklinisch CD137 monoklonaler AK GTC Biotherapeutics Ziege Vorklinisch (verändert nach Echelard et al., 2006) Die Milchdrüse weist für die rekombinante Proteinproduktion eine Reihe von Vorteilen auf. So können Prokaryoten keine posttranslatorischen Glykosylierungen durchführen, die für die Aktivität zahlreicher eukaryotischer Proteine notwendig sind. Die Produktion komplexer Proteine in eukaryotischen Zellkulturen ist häufig nur mit geringer Syntheseleistung und Ausbeute möglich und entsprechend kostenaufwendig. Die Milchdrüse ist für hohe metabolische Syntheseraten von Proteinen ausgelegt, Milch kann durch Melken einfach gewonnen und für die Aufreinigung der rekombinanten Proteine verwendet werden (Rudolph, 1999; Echelard et al., 2006). 12
2.5 Transgene Tiere für landwirtschaftliche Nutzungen Tabelle 2 zeigt eine Zusammenfassung der wichtigsten transgenen Ansätze zur Verbesserung von Nutztieren für die landwirtschaftliche Produktion. So sind transgene Schweine erstellt worden, die ein Desaturase-Gen im Fettgewebe produzieren und dadurch ein höheres Verhältnis von vielfach ungesättigten zu gesättigten Fettsäuren im Muskelfleisch aufweisen (Saeki et al., 2004; Lai et al., 2006). Insbesondere Omega-3-Fettsäuren wurden vermehrt gebildet. Eine Diät mit hohem Anteil ungesättigter Fettsäuren wird mit einem verminderten Risiko für Herzkreislauferkrankungen korreliert, und daher von den Gesundheitsbehörden empfohlen. Die Expression von bovinem Lactalbumin in der Milchdrüse von Schweinen führte zu einem höheren Laktose-Gehalt und erhöhter Milchproduktion, was wiederum zu besseren Entwicklungsraten der neugeborenen Ferkel führte (Wheeler et al., 2001). Durch die Expression bakterieller Phytase in der Speicheldrüse von Schweinen können diese Tiere sonst unverdaubares pflanzliches Phytat metabolisieren (Golovan et al., 2001). Dadurch wird die Phosphat-Belastung in der Gülle signifikant vermindert. Tab. 2 Transgene Nutztiere für landwirtschaftlich wichtige Merkmale Tierart Transgen/Konstrukt Phänotyp Methode Referenz Schwein Wachstumshormon/hMT-pGH verbessertes Wachstum, weniger Körperfett Mikroinjektion Nottle et al., 1999 Schwein Insulin-like Wachstumsfaktor verbessertes Wachstum Mikroinjektion Pursel et al., 1999 Schwein Desaturase/maP2-FAD erhöhte Werte für mehrfach ungesättigte Fettsäuren Mikroinjektion Saeki et al., 2004 Schwein Desaturase/CAGGS-hfat-1 erhöhte Werte für mehrfach ungesättigte Fettsäuren somatischer Kerntransfer Lai et al., 2006 Schwein Phytase/PSP-APPA Phytat-Metabolisierung Mikroinjektion Golovan et al., 2001 Schwein Laktalbumin/genomische DNA erhöhter Laktosegehalt der Milch Mikroinjektion Wheeler et al. 2001 Schwein Mx-Protein/mMx1-Mx Influenza-Resistenz Mikroinjektion Müller et al., 1992 Schwein/Schaf IgA/a,K-a,K Pathogen-Resistenz Mikroinjektion Lo et al., 199 Schaf Insulin-like Wachstumsfaktor Wollwachstum Mikroinjektion Damak et al., 1996 Schaf PRNP knock-out-Konstrukt Scrapie-Resistenz (Tiere neonatal verstorben) somatischer Kerntransfer Denning et al. 2001 Ziege Stearoyl-CoA Desaturase veränderte Milchzusammensetzung Mikroinjektion Reh et al., 2004 Rind Kaseine/genomische DNA veränderte Milchzusammensetzung somatischer Kerntransfer Brophy et al., 2003 Rind Lysostaphin Staphylococcus aureus-Resistenz somatischer Kerntransfer Wall et al., 2005 (verändert aus Niemann und Kues, 2007) Der Einsatz dieser Tiere in der kommerziellen Fleischproduktion würde den kostspieligen Futterzusatz von rekombinanten Phytasen oder organischem Phosphor vermeiden und einen wesentlichen Beitrag zu verminderten Phosphat-Emissionen liefern. Über Gene knock-out und Gene knock-down-Techniken wurden Rinder mit einer Deletion des Prionprotein-Gens (PRNP), bzw. mit signifikant verminderten PRNP-mRNA-Werten erstellt (Kuroiwa et al., 2004; Golding et al., 2006; Richt et al., 2007). Diese sollten genetisch 13
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