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StartseiteForschung aktuellMalaria-Wirkstoff aus Bäckerhefe25.04.2013

Malaria-Wirkstoff aus Bäckerhefe

Artemisinin aus gentechnischer Herstellung stellt örtliche Produzenten vor Probleme

Pharmakologie. - Jährlich fallen der Malaria 1,2 Millionen Menschen zum Opfer, so schätzt die Weltgesundheitsorganisation. Ein wirksames Mittel gegen den Erreger wird aus dem Beifuß gewonnen. Doch die Produktion ist qualitativ und quantitativ unbeständig, daher hat der französische Pharmakonzern ein gentechnisches Verfahren zur industriellen Produktion des Wirkstoffs entwickelt.

Von Peter Kreysler

Schwarzafrika gehört zu den Hauptverbreitungsgebieten der Malaria (picture alliance / dpa / Jens Kalaene)
Schwarzafrika gehört zu den Hauptverbreitungsgebieten der Malaria (picture alliance / dpa / Jens Kalaene)

"Im letzten Jahr sind bereits zwei meiner Kinder an Malaria gestorben. Sie hätten behandelt werden können, aber im Krankenhaus gab es keine Medizin. Immer wenn die Kleinen Fieber bekommen, müssen wir uns beeilen, um sehr schnell die Malariamedizin zu bekommen. Doch die Klinik ist weit entfernt von unserem Dorf. Ich muss mit meinem kranken Kind auf dem Arm stundenlang durch den Busch laufen. Dort - in den Ausgabestellen - bekomme ich dann hoffentlich die ACTs, so heisst die Anti-Malaria-Medizin."

Die tansanische Johana - Mutter von fünf Kindern- erlebt immer wieder,   was so viele Familien Afrikas erleiden müssen. Weil es nicht genug Anti-Malaria-Medikamente gibt, sterben weltweit 1,2 Millionen Menschen jährlich, so schätzt die Weltgesundheitsorganisation, WHO. Einen wirksamen Impfstoff gegen Malaria gibt es nicht: Alle Forschungsergebnisse brachten bisher keinen sicheren Schutz vor einer Infektion. Um so wichtiger ist es, eine Behandlung der Erkrankten mit Artemisinin-Kombinations-Therapien sicherzustellen; die so genannte ACT-Behandlung ist zur Zeit die beste Waffe gegen Malaria. Vermutet wird, dass, wenn das Artemisinin auf den Malariaerreger stösst, viele Radikale freigesetzt werden, die den Erreger zerstören. Der Artemisinin-Wirkstoff wird aus dem Einjährigen Beifuss gewonnen, eine Pflanze, die aufwendiger Pflege bedarf. Der Artemisiningehalt kann sehr stark schwanken - abhängig von Temperatur und Blütezeit -, deshalb ist sie mit ihren unbeständigen Erträgen als Rohstofflieferant für die Medikamentenherstellung ungeeignet. Jetzt wurde in der Bio-Technologie eine Lösung gefunden:

Jay Keasling im Chemiewerk des französischen Pharmaherstellers Sanofi im italienischen Garessio vor einem grossen Artemisininsäure-Tank. Dem Biotechnologen aus Berkeley ist es gelungen, den Antimalaria-Wirkstoff komplett künstlich aus Bäckerhefe herzustellen.

"Das ist Artemisinin-Säure. Sie wurde durch genetisch veränderte Bäckerhefe produziert. Hefe, die wir in unserem Labor hergestellt haben. 2001 haben wir mit dem Projekt begonnen und jetzt wird ein Traum wahr."

Die Begeisterung ist dem kalifornischen Wissenschaftler deutlich anzumerken. Er weist auf zwei blaue unscheinbare Fässer hin, die randvoll gefüllt sind mit weissem Artemisininpulver, ein Folgeprodukt aus derHerstellung der Artimisininsäure. Tausende Kranke könnte man damit behandeln, weiss der Wissenschaftler:

"In meinem Labor bauen wir genetisch Mikroben so um, dass sie Zucker in wichtige Moleküle umwandeln. Einer meiner angehenden Doktoranden fand damals eine wissenschaftliche Veröffentlichung, dort wurde über einen pflanzlichen Wirkstoff in der Malariabehandlung gesprochen. Und wir dachten, vielleicht können wir diesen Wirkstoff mithilfe von Hefe künstlich produzieren."

Erste Versuche, Artemisininsäure mithilfe von Mikroorganismen herzustellen, machten Jay Keasling mit seinen Kollegen bereits im Jahr 2001 an der kalifornischen Universität in Berkeley, so Jay Keasling,

"Diese Malariamedizin wird normalerweise vom Einjährigen Beifuss hergestellt. Es gibt Gene in dieser Pflanze, die dafür verantwortlich sind, dass dieser Wirkstoff produziert wird. Also lokalisierten wir diese Gene in der Pflanze und setzten sie in Bäckerhefe ein; uns gelang es, die Hefe dazu zu bringen, anstatt Ethanol- den Artemisinin-Wirkstoff zu produzieren. Die Hefe nimmt den Zucker und wandelt sie in Antimalaria-Wirkstoffe um und dann pumpt sie ihn aus der Zelle."

Das grösste Problem war, die Ausbeute des biosynthetischen Prozesses zu steigern. Heute hat die manipulierte Hefe einen Wirkungsgrad von 45 Prozent und erst damit ist eine industrielle Produktion möglich. Keasling:

"Die Menschen, die dieses Medikament brauchen, sind sehr arm. Sie können sich keine teure Medizin leisten. Das Umwandeln des Zuckers musste sehr effizient sein, damit sich der biosynthetische Vorgang auch im großen Stil lohnt. Das Medikament durfte nicht zu teuer werden."

Auch der deutsche Wissenschaftler Professor Peter Seeberger von der Freien Universität Berlin forscht an kostengünstigen Malariamedikamenten. Deshalb entwickelte er einen Lichtreaktor, mit dem es auch möglich ist, Artemisinin-Säure in Artemisinin umzuwandeln. Ziel der Erfindung ist es, dass die Artemisinin-Hersteller in Afrika und Asien ihre Produktion so um ein Vielfaches steigern können. Sein Mitarbeiter Dirk Polmann äussert jedoch Bedenken an dem Sanofi-Projekt: Wenn es sich für die Kleinbauern nicht mehr lohnt, den Einjährigen Beifuss anzupflanzen, weil sie nicht genug Geld dafür bekommen, bauen sie lieber Lebensmittel an:

"Die Entwicklung von Jay Keasling ist eine tolle Sache: die Chemiker sind begeistert davon. Die Konsequenzen, die sich daraus ergeben werden, sind nicht toll, weil eine Firma die Technik monopolisieren wird. Als Sanofi auf der Artemisinin-Welt-Konferenz ankündigte, 60 Tonnen im nächsten Jahr zu produzieren, hat das gewirkt wie eine Nuklearexplosion, weil es die Geschäftsgrundlage der Extrateure in den Ländern untergräbt. Wenn sie etwas unter den Kosten produzieren müssen, gehen sie Pleite. Die Verunsicherung ist gross genug, dass einige Länder aussteigen könnten - wie Vietnam oder China."

Um das zu verhindern, müsste Sanofi geringere Mengen herstellen, nur um die Engpässe zu vermeiden. Noch bleibt nur die Hoffnung, dass für Johanas malariakranke Kinder in dem kleine tansanischen Dorf in Zukunft immer genug lebensrettende ACTs bereitliegen.

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