Pharmapflanze

Pharmapflanzen (englisch: pharm crops) sind Pflanzen, die durch Methoden der Gentechnik so verändert wurden, dass sie

• pharmazeutisch wirksame Proteine, Antikörper für Diagnose und Therapie z. B. von Krebserkrankungen, Impfstoffe oder Hormone produzieren, die dann in Medikamenten eingesetzt werden können, oder
• für die Pharmazeutikaproduktion oder pharmazeutische Laborarbeiten wichtige Materialien produzieren.

Diese so produzierten Substanzen werden Plant-Made Pharmaceuticals (in der Fachliteratur kurz PMP) genannt und sind eine Untergruppe der Biopharmazeutika. Sie können entweder schon direkt verwertbar in den Pflanzen vorhanden sein oder müssen erst im Labor aus diesen extrahiert werden.

Die Erzeugung und der Anbau von Pharmapflanzen (englisch: plant pharming; zusammengezogen aus pharm und farming) als Anwendungsgebiet der Gentechnik ist eine Kombination der sogenannten „Grünen Gentechnik“ (Anwendung der Gentechnik in der Landwirtschaft; englische Bezeichnung molecular farming) mit der sogenannten „Roten Gentechnik“ (Anwendung der Gentechnik in der Medizin; der entsprechende Wissenschaftszweig heißt Pharmazeutische Biotechnologie). Fälschlicherweise werden für das plant pharming sehr oft die Begriffe pharming bzw. biopharming – umfasst neben Pharmapflanzen jedoch auch das animal pharming, also Pharmatiere – und plant molecular pharming – umfasst nicht nur die Herstellung von Arzneistoffen – verwendet.

Pharmapflanzen gehören zur sogenannten „zweiten und dritten Generation“ gentechnisch veränderter Pflanzen, die nicht nur den Produzenten einen direkten Nutzen bringen sollen, sondern auch den Verbrauchern. Diese Pflanzen sollen z. B. gesundheitsverträglicher sein, besser schmecken, länger haltbar sein, vor Krankheiten schützen oder eben als „Pharmapflanzen“ Arzneimittelwirkstoffe produzieren.

Bereits seit Mitte der 1980er Jahre gibt es Bemühungen, Proteine in Tieren und Pflanzen zu produzieren, um dadurch eine höhere Ausbeute als aus bisherigen Quellen zu erhalten. Beispielsweise wurden Schafe gentechnisch so verändert, dass ihre Milch ein Protein zur Blutgerinnung enthält, Bakterien so, dass sie Insulin produzieren. Die so hergestellten Proteine nennt man „rekombinante Proteine“.

Prinzipiell gibt es zwei Möglichkeiten der Produktion von Pharmapflanzen:

• Bioreaktoren, in denen die Pflanzen unter sterilen Bedingungen in Nährlösungen heranwachsen. Ein Beispiel dieser Technologie ist der von Ralf Reski entwickelte Moosbioreaktor, ein Photobioreaktor mit genetisch verändertem Physcomitrella patens.^[1]
• Anbau im Freiland oder in Gewächshäusern. Vorteil: kostengünstiger, Nachteil: unsicherer.

Vorteil gegenüber dem Molecular Pharming mit tierischen Zellen ist der entfernte Verwandtschaftsgrad und damit die Inkompatibilität von Krankheitserregern, die sich in den Kulturen anreichern können. Ein eventuell entfallender Aufreinigungsschritt und die Tatsache, dass Pflanzen lediglich Licht, Luft, Wasser und Nährsalze zum Wachstum brauchen, macht das Verfahren zudem preiswerter. Ein Scale-up ist ebenfalls leichter als bei Zellkulturen. Nachteil ist die geringere Effizienz bei der Proteinproduktion und eine andere eventuell inkompatible Glykosylierung. Zukünftig könnten pharmakologisch wirksame Stoffe in essbaren Pflanzenteilen eine Impfung über die Nahrung ermöglichen.^[2]

1. ↑ Eva L. Decker und Ralf Reski (2008): Current achievements in the production of complex biopharmaceuticals with moss bioreactor. Bioprocess and Biosystems Engineering 31, 3–9.
2. ↑ Frederike Bruhse, Spektrum direkt, Grüne Wirkstofffabriken, 20. Dezember 2010.