Mit Reis gegen Viren ankämpfen

Antikörper als Medikament gegen Rotaviren in Reissamen produziert

15.08.2013 | von Redaktion Pflanzenforschung.de

Die Reispflanzen reicherten die fremden Antikörper in ihren Samen an. (Quelle: © iStockphoto.com/ szefei)
Die Reispflanzen reicherten die fremden Antikörper in ihren Samen an. (Quelle: © iStockphoto.com/ szefei)

Forschern ist es gelungen, Antikörper gegen Rotaviren-Infektionen in transgenen Reispflanzen herzustellen. Die Pflanzen produzierten die fremden Antikörper dabei in ihren Samen. Künftig könnten sie neben der Therapie auch der Prävention von Infektionen dienen.

Eine Infektion mit Rotaviren verursacht schweren Durchfall und kann sogar zum Tod führen. Es erkranken vor allem Kinder und Menschen mit einer Immunschwäche. Jährlich sterben weltweit Schätzungen zufolge über 600.000 Kinder an einer Rotaviren-Infektion. Die Rotaviren sind weltweit der häufigste Verursacher für Durchfallerkrankungen bei Kleinkindern, vor allem jedoch in Entwicklungs- und Schwellenländern. Hier ist aufgrund mangelnder Hygiene und fehlender medizinischer Versorgung das Risiko besonders hoch. Derzeit gibt es zwei zugelassene Impfstoffe gegen die Virusinfektion. Allerdings dürfen diese nur in einem bestimmten Kindesalter geimpft werden (zwischen 6 und 26 Wochen). Zudem ist eine Impfung für Menschen mit Immunschwäche ungeeignet. Um ein alternatives Mittel zur Prophylaxe und Therapie der lebensbedrohlichen Erkrankung zu entwickeln, nutzte ein internationales Forscherteam nun transgene Reispflanzen zur Herstellung von Antikörperfragmenten.  

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Rotaviren mittels eines Transmissionselektronenmikroskops sichtbar gemacht. Sie haben eine runde, radähnliche Form - dieser verdanken sie ihrem Namen (lat. rota = das Rad). (Quelle: © GrahamColm / wikimedia.org; CC BY 3.0) 

Rotaviren mittels eines Transmissionselektronenmikroskops sichtbar gemacht. Sie haben eine runde, radähnliche Form - dieser verdanken sie ihrem Namen (lat. rota = das Rad). (Quelle: © GrahamColm / wikimedia.org; CC BY 3.0

Reissamen als Produzenten

Es ist teuer und aufwendig Proteine für eine medizinische Anwendung aus modifizierten Mikroorganismen oder Säugetierzellen zu gewinnen. Diese sogenannten rekombinanten Proteine werden daher immer häufiger in Pflanzen produziert. Eine Methode, die als Biopharming oder auch „Molekular Pharming“ bezeichnet wird.

In diesem Fall nutze das Forscherteam Reis, den sie mit Hilfe gentechnischer Methoden so verändert haben, dass die Pflanzen Antikörperfragmente (MucoRice-ARP1) in ihren Samen anreicherten. Die Wissenschaftler hemmten dabei die Produktion Reis-eigener Proteine und stimulierten die Herstellung der fremden Antikörper. Das Antikörper-Gen stammte ursprünglich aus Hefen und wurde durch das Agrobacterium tumefaciens in die Reiszellen geschleust.  

Erste Tests erfolgreich

Die Wirkung der Antikörper wurde in einem zweiten Schritt an jungen Mäusen getestet. Die mit Rotaviren infizierten Mäuse hatten nach der Behandlung (orale Einnahme) signifikant weniger Durchfall als die Kontrollgruppe. Zudem waren die Mäuse, die prophylaktisch mit dem Mittel behandelt wurden weniger anfällig für Durchfall. Diese ersten Tests zeigen, dass die Antikörper bei Mäusen zu den gewünschten Ergebnissen führten. Die Forscher berichten noch von einem weiteren Vorteil: Die Antikörper aus Reispflanzen waren auch bei Hitze und langer Lagerung stabil.

Die Forscher hoffen auf diesen Weg, künftig günstig und schnell große Mengen des Antikörpers herstellen zu können. Gelingt dies, dann kann auf dieser Basis ein marktfähiges Medikament entwickeln werden, das man oral verabreicht gegen Rotaviren-Infektionen einsetzen kann. Bis es soweit ist, muss der Antikörper erst noch auf seine Wirksamkeit im menschlichen Körper getestet werden.

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