Opioide aus Hefezellen, die gentechnisch modifiziert sind

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US-Wissenschafter berichten über Opioide aus Hefezellen: ein gentechnisch modifizierter Hefezellstamm ist ebenfalls zur Opioid-Herstellung in der Lage.

Opioide aus Hefezellen sind Realität. Bis dato wurde Opium aus dem Saft des Schlafmohns gewonnen. Nun berichten US-amerikanische Forscher über einen gentechnisch modifizierten Hefezellstamm, dessen Stoffwechsel ebenfalls zur Opioid-Herstellung in der Lage ist. Durch die mikrobiell-basierte Produktion könnte die Herstellung bislang teurer Medikamente günstiger werden. So könnten die im Labor hergestellten Opioide beispielsweise zu Schmerzmitteln verarbeitet werden.

Bei der zehnjährigen Arbeit handelt sich, so die Wissenschafter, um die aufwändigste gentechnologische Veränderung, die bis dato am Hefegenom vorgenommen wurde. Insgesamt waren 23 zusätzliche Gene notwendig, um den Stoffwechsel der gewöhnlichen Bierhefe zur Opioid-Produktion zu befähigen. Ihre bahnbrechenden Erkenntnisse publizierten die Wissenschafter kürzlich im Fachjournal Science.

 

Bierhefezellen gentechnologisch zur Hydrocodon-Herstellung befähigen

Im Zuge ihrer Forschungsarbeit machten sich die Wissenschafter Erbanlagen aus drei Mohnpflanzen, aus dem Erbgut der Ratte und einem Bakterium zunutze, mit dem Ziel, die Bierhefezellen gentechnologisch zur Hydrocodon-Herstellung zu befähigen. Letztere wird als Schmerz- und Hustenmittel eingesetzt.

Die aktuelle Studie unterstreicht die neuartige Produktion von opioiden Substanzen durch mikrobiell-basierte Methoden. Doch die bis dato erreichbare Ausbeute ist äußerst gering – zu gering um sie zur Produktion zu nutzen, so viele Kritiker.

 

Erfolgsgeschichte des Anti-Malaria-Wirkstoffs Artemisinin könnte Vorbild für Opioide aus Hefezellen sein

Doch Smolke, Letztautor der Studie, bezieht sich auf die Erfahrungen mit dem Anti-Malaria-Wirkstoff Artemisinin, dessen chemischer Vorläufer 2006 durch den Einbau von sechs Zusatzgenen erstmals von Hefezellen produziert wurde. Auch hier waren die Ausbeuten anfangs sehr gering. Heute, keine zehn Jahre später, stammt etwa ein Drittel der Artemisinin-Produktion aus dem Bioreaktor, der Rest wird nach wie vor aus der Beifußpflanze gewonnen.

Die aktuelle Untersuchung weckt Hoffnungen in Bezug auf die Herstellung preiswerter Medikamente. Denn Milliarden von Menschen könnten sich wirksame Schmerzmittel nicht leisten, weil die Herstellung aus Schlafmohn zeitaufwändig und mit enormen Kosten verbunden ist.

Opioide aus Hefezellen könnten allerdings auch zur Herstellung starker, illegaler Rauschmittelgenutzt werden.

Doch könnte das Werk der amerikanischen Gen-Ingenieure auch die Herstellung starker, illegaler Rauschmittel in der heimischen Küche ermöglichen. „Es besteht dringender Bedarf für entsprechende Regelungen. Beispielsweise sollten drogenproduzierende Mikroorganismen nur unter staatlicher Aufsicht gezüchtet und gehandelt werden dürfen,“ so Smolke.

Quelle zu Opioide aus Hefezellen:

Galanie et al. Complete biosynthesis of opioids in yeast. Science, 2015 DOI: 10.1126/science.aac9373

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About Author

Dipl.-Ing. Alexandra Springler

Seit 2011 ist Dipl.-Ing. Alexandra Springler MEDMIX- und AFCOM-Mitarbeiterin. Nach Abschluss ihres Biotechnoligiestudiums ist sie nun in der Forschung tätig und absolviert zur Zeit ihr Doktorat.

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