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Mit grünen Antikörper-Fabriken gegen Krebs und Ebola

Tabak als Proteinfabrik: Per Virentaxi wird der molekulare Bauplan für ein Eiweißmolekül in Blätter geschleust. Die Pflanzen fangen dann an, das Protein (hier das grün leuchtende GFP) in großer Menge herzustellen. <ic:message key='Bild vergrößern' />
Tabak als Proteinfabrik: Per Virentaxi wird der molekulare Bauplan für ein Eiweißmolekül in Blätter geschleust. Die Pflanzen fangen dann an, das Protein (hier das grün leuchtende GFP) in großer Menge herzustellen. Quelle: Icon Genetics GmbH

27.08.2014  - 

Im Kampf gegen die Ebola-Epidemie in Westafrika wurde ein experimentelles Medikament über Nacht berühmt: ZMapp. Das Präparat der kalifornischen Firma Mapp Biopharmaceutical ist ein Mix aus drei Antikörpern, die gegen das tödliche Virus gerichtet sind. Vier von bisher sechs Ebola-Patienten hat der verabreichte Cocktail womöglich bereits geholfen. Das Besondere: die Antikörper für ZMapp werden in Tabakpflanzen hergestellt. Entwickelt hat das Verfahren für die „Plantibodies“ die Firma Icon Genetics GmbH aus Halle an der Saale. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat sie vor Jahren im Rahmen der InnoRegio-Förderung unterstützt. Icon Genetics setzt seine pflanzlichen Antikörperfabriken ein, um eine personalisierte Immuntherapie gegen Krebs weiterzuentwickeln.

Mit den Schlagzeilen um ZMapp war Anfang August  auch plötzlich das 14-köpfige Unternehmen Icon Genetics in den Fokus der öffentlichen Aufmerksamkeit geraten (mehr...). Denn aus Halle stammt eben das molekularbiologische Know-how, mit dem sich Tabakpflanzen in effiziente Fabriken für Antikörper und andere therapeutische Proteine („Plant-made Pharmaceuticals“) verwandeln lassen.

In den Gewächshäusern von Icon Genetics gedeihen die speziellen Tabakpflanzen.Lightbox-Link
In den Gewächshäusern von Icon Genetics gedeihen die speziellen Tabakpflanzen.Quelle: Icon Genetics GmbH
„Mapp und insbesondere Kentucky BioProcessing, eine Firma mit riesigen Tabak-Gewächshäusern in Owensboro, nutzen unsere Plattform schon seit vielen Jahren“, sagt Viktor Klimyuk, der Manager von Icon Genetics. Da die drei Unternehmen eine Kooperation pflegen, stehen sie auch derzeit regelmäßig in Kontakt und beraten sich auch über den Fortgang des Anti-Ebola-Projekts. Bei Kentucky BioProcessing ist man derzeit dabei, die Produktion anzukurbeln, um Nachschub für den inzwischen erschöpften ZMapp-Vorrat liefern zu können.

Infizierte Pflanzen kurbeln Antikörper-Produktion an

Pflanzen stellen von Natur aus keine Antikörper her. Die großen Eiweißmoleküle – präzise Lenkwaffen des Immunsystems – kommen nur bei Menschen und Tieren vor. Pflanzen sind jedoch ausgezeichnete Proteinfabriken und noch dazu preiswert zu kultivieren und pflegeleicht. Mit molekularbiologischen Tricks lassen sich die Gewächse so umprogrammieren, dass sie ein bestimmtes Eiweißmolekül in großer Menge herstellen können. Das von den Pflanzenforschern entwickelte Verfahren heißt magnICON. Es baut auf speziellen Tabakpflanzen der Art Nicotiana benthamiana auf. Solche Pflanzen werden in Halle in geschlossenen Gewächshäusern herangezüchtet. Zunächst wird im Labor der molekulare Bauplan für einen Antikörper in sogenannte pflanzenvirale Vektoren gepackt. Mit Hilfe von Agrobakterien werden diese Vektoren dann in die Pflanzen eingeschleust. „Eine Woche später können die massenhaft produzierten Antikörper aus den Blättern und anderen Pflanzenteilen geerntet werden“, sagt Klimyuk. Der Clou: die infizierten Pflanzen produzieren das Protein nur vorübergehend, die Gewächse werden durch die Prozedur nicht stabil gentechnisch verändert. Durch die sogenannten viralen Vektoren fangen sich die Tabakpflanzen eher einen „Schnupfen“ ein, wenn auch einen produktiven: Aus einem Kilogramm Biomasse lassen sich je nach Ansatz bis zu 2,5 Gramm rekombinantes Protein isolieren, sagt Klimyuk. „Das Verfahren ist schnell, ergiebig und deutlich kostengünstiger als mit tierischen Zellkulturen“, so Klimyuk.

Unternehmen mit wechselhafter Geschichte

Geschäftsführer und Gründer von Icon Genetics ist der aus der Ukraine stammende Molekularbiologe Yuri Gleba. Das Unternehmen kann bereits auf eine wechselhafte Geschichte zurückblicken: 1999 gegründet, hat das BMBF die Firma im Rahmen der Innovationsförderung „InnoRegio-Innoplanta“ zwischen 2001 und 2005 mit rund 1,8 Millionen Euro unterstützt. 2006 gelang dem Team um Gleba und Klimyuk ein bemerkenswerter Deal: Die Bayer Innovation GmbH kaufte das Unternehmen für einen zweistelligen Millionen-Betrag. 

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Der Leverkusener Konzern investierte zudem in eine Pilotanlage für die Antikörperproduktion in Halle. Die 200 Quadratmeter große Anlage mit Gewächshäusern und Laborräumen ist so aufgebaut, dass sich Proteine nach den Regeln der guten Herstellungspraxis (GMP) herstellen lassen. „Die zuständigen Behörden in den USA und Deutschland haben unsere Herstellungsmethode für therapeutische Proteine geprüft und akzeptiert“, so Klimyuk. 2010 starteten Bayer und Icon Genetics mit den „Plantibodies“ eine klinische Phase-I-Studie, um eine personalisierte Krebsimmuntherapie zur Behandlung von Non-Hodgkin-Lymphomen zu testen (mehr...). Personalisiert bedeutet: Für jeden Patienten wird eigens ein Antikörper-Molekül in einigen Pflanzen produziert.

Krebsimmuntherapie erwies sich als sicher

2012 zog sich Bayer im Zuge einer Fokussierung des Portfolios zurück. Icon ging zurück an den Gründer Yuri Gleba und firmiert nun als Tochter der Nomad Bioscience GmbH in München. Die in mehreren US-Kliniken durchgeführte klinische Studie wurde aber weiter von Bayer finanziert. Im Januar dieses Jahres wurden erste Ergebnisse vorgestellt. „Die Behandlung erwies sich als sehr sicher und verträglich“, resümiert Klimyuk. Jetzt suche man nach strategischen Partnern für weitere Schritte, denke auch über neue Anwendungsgebiete nach. Klimyuk gibt sich optimistisch: „Wir sind überzeugt, dass unser Verfahren seine Nische für die Biopharmazeutika-Herstellung gefunden hat.“ Das Hallenser Unternehmen plant derweil, zu expandieren und schaut sich bereits nach möglichen Standorten um. Dass die Ebola-Epidemie die Aufmerksamkeit auf das „Molecular Pharming“ gelenkt hat, könnte der grünen Protein-Produktionstechnik einen weiteren Schub verleihen.

© biotechnologie.de/pg
 

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