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Pharming

von Winfried Köppelle (Laborjournal-Ausgabe 03, 1998)


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Die Synthese der meisten Medikamente ist eine klassische Aufgabe von Chemikern. Bald könnte dies jedoch anders sein. Maßgeschneiderte Rindviecher als lebende Bioreaktoren, die je nach Leistungsprofil auf Antithrombin Ill, monoklonale Antikörper oder einen neuen Anti-AIDS-Wirkstoff hin gemolken werden, sind inzwischen prinzipiell denkbar. Spielt sich die Arzneimittelherstellung des neuen Jahrtausends also im Kuhstall ab?

Das Kunstwort "Pharming" - zusammengesetzt aus "Pharma" und "Farming" deutet bereits an, worum sich die pharmazeutische Industrie in diesem F-all bemüht: Nutztiere sollen so verändert werden, daß sie medizinisch verwertbare Stoffe herstellen und mit ihren Körperflüssigkeiten ausscheiden, In der Hauptsache natürlich bioaktive Proteine.

Vorreiter dieser Technik ist unter anderem die schottische Firma PPL Therapeutics, deren Labors auch das erste aus einer differenzierten Körperzelle geklonte Lebewesen, Schaf Dolly, entstammt. Zwei moderne Methoden der Biotechnik sind beim Pharming maßgebend: Die Expression artfremder Gene und die Herstellung identischer Doubles erwachsener Tiere. Wie man massenhaft Säugerproteine in Bakterienzellen herstellt, weiß man seit vielen Jahren.

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Ein klassisches Problem ist jedoch, daß die allermeisten Proteine in der Originalzelle posttranslational verändert werden. In manchen Fällen kann das auch die jeweilige transgene Wirtszelle, oft jedoch resultiert ein inaktives oder gar toxisches Endprodukt. Die Idee liegt daher nahe, ein möglichst verwandtes Lebewesen mit identischer zellulärer Modifikationsausstattung als Produktionsort zu verwenden. Erythropoetin oder Betainterferon beispielsweise werden seit über zehn Jahren aus Säuger-Zellkulturen in Bioreaktoren hergestellt. Derartige Systeme liefern bei hohem finanziellem Aufwand jedoch oft nur magere Ausbeuten.

Warum also kein lebendes Tier verwenden? Da sich ein Säugetier nur ungern mit Nährlösung überschichten läßt, muß man die transgenen Mäuse, Ziegen, Schweine oder Schafe dazu bringen, das gewünschte Produkt über Ausscheidungszellen, meist Milchdrüsen, abzugeben. Prinzipiell ist natürlich jede Körperzelle in der Lage, das entsprechende Protein herzustellen. Um das zu verhindern, wird dem eingeschleusten Gen ein gewebespezifischer Promotor vorangestellt, der nur in den gewünschten Drüsenzellen aktiv ist. Zudem sind derartige Zellen auf die Herstellung großer Proteinmengen hin ausgelegt.
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Das allererste transgene Nutztier stellte die niederländische Firma Pharmiiig BV her: den Bullen "Hermann". Hermanns transgene Töchter produzieren seit 1996 Milch, die mit eisenbindendem Human-Lactoferrin angereichert ist.

Die amerikanische Filiale von PPL Therapeutics präsentierte Mitte des vergangenen Jahres mit "Rosie" eine Kuh, die über ihre Milchdrüsen Alpha-Lactalbumin, ein Protein der menschlichen Muttermilch, absondert. Man will damit Milch für Frühgeborene anreichern. Rosies Schaf-Kollegin "Tracy" liefert pro Liter Milch etwa 12 Gramm Alpha-I-Antitrypsin. Dieses Protein soll laut PPL Therapeutics eines Tages zur Behandlung der zystischen Fibrose eingesetzt werden, Europas häufigster tödlicher Erbkrankheit. Alpha-1-Antitrypsin wird derzeit noch aus menschlichem Blutplasma gewonnen, allerdings in echt geringen Mengen.

Eine amerikanische Gruppe hat unlängst transgene Mäuse hergestellt, die menschliches Wachstumshormon (hGH) über ihren Urin abgeben. Die Aufreinigung aus dem ansonsten proteinarmen Urin dürfte hier wesentlich leichter vonstatten gehen als aus Milch.
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Das Potential für derartig erzeugte Medikamente ist riesig. "lnsgesamt 5000 Wirkstoffe kommen für eine Produktion in Tieren in Frage", meinte unlängst ein Sprecher von Pharming BV. Auf dem Markt ist allerdings noch k-einer; mehrere klinische Studien laufen jedoch schon. Bis zur offiziellen Zulassung als Medikament ist indes ein weiter Weg zurückzulegen. Zellkulturen sind im Vergleich zu lebenden Säugetieren stabile Systeme mit sehr geringen Qualitätstoleranzen. Ob in Kuhställen jemals ähnlich definierte und konsistente Verhältnisse erreicht werden können, ist unklar. Falls im mittlerweile heftig umstrittenen "Dolly"-Experiment das Schaf wirklich aus einer ausdifferenzierten Zelle geschaffen wurde, könnte dies den Rettungsanker für die Pharming-Unternehmen darstellen. Dann nämlich wäre es zukünftig möglich, ausgewählte Tiere mit kommerziell lohnenden Eigenschaften bei konstanter Produktqualität nach Belieben zu vervielfältigen.

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Letzte Änderungen: 19.10.2004


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