Tomatenfrüchte werden zu Heilstoff-Bomben

Obst und Gemüse enthalten viele gesunde Inhaltsstoffe, mit denen sich sogar Krankheiten heilen lassen. Leider jedoch nur in geringen Mengen. Wissenschaftler haben einen Weg gefunden, große Mengen dieser Substanzen in Tomatenfrüchten zu erzeugen.

Pflanzen enthalten eine Fülle besonderer Substanzen, die unsere Gesundheit fördern. Diverse Studien legen nahe, dass bestimmte pflanzliche Aromen und Farbstoffe den Blutdruck senken, entzündungshemmend wirken, gegen Thrombose vorbeugen und sogar das Wachstum von Krebstumoren hemmen können.

Die Medizin hat deshalb ein großes Interesse daran, die Wirksamkeit dieser sekundären Pflanzenstoffe  näher zu untersuchen. Sie in Reinform und in großen Mengen aus Pflanzen zu gewinnen, stellt jedoch ein Problem dar, denn die Pflanzen erzeugen in der Regel nur wenige Milligramm der begehrten Stoffe.

Tomaten als Biofabriken

Wissenschaftler des Max-Planck Institutes für Molekulare Pflanzenphysiologie sind deshalb einen neuen Weg gegangen, um pflanzliche Heilstoffe in großem Maßstab herzustellen. Sie übertrugen die Stoffwechselwege zur Biosynthese der Naturstoffe Genistein und Resveratrol aus Weinrebe und Sojabohne auf Tomatenpflanzen.

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Genistein ist ein Pflanzenhormon aus der Sojabohne, das gegen bestimmte Krebsarten schützen soll. Zumindest zeigen Studien, dass Genistein das Risiko für hormonabhängige Krebsarten, wie beispielsweise Brustkrebs und Knochenverlust nach den Wechseljahren reduziert. Resveratrol kommt vor allem in der Haut blauer Trauben vor und ist der Grund, warum ein mäßiger Rotweinkonsum lebensverlängernd wirken soll. In Tierstudien verlangsamte Reservatrol den Alterungsprozess von Herz und Blutgefäßen. Ein Mensch müsste jedoch viele Flaschen Rotwein täglich trinken und kilogrammweise Sojabohnen essen, um die beiden Stoffe in wirksamen Mengen aufzunehmen.

AtMYB12-Tomaten enthalten ein Hundertfaches an Resveratol und Genistein

Die Forscher nutzten deshalb einen gentechnischen Trick, um die Produktion der Substanzen in den Tomaten anzukurbeln: Sie schleusten das Gen AtMYB12 aus der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) in die Tomaten ein. AtMYB12 kodiert ein Protein, das an entscheidende Gene der sekundären Pflanzenstoff-Produktion andockt und diese aktiviert.

Die so ausgestatteten Tomatenpflanzen reicherten im Vergleich zu Weintrauben mehr als ein Hundertfaches der Resveratrol-Menge in ihren Früchten an. Eine ähnliche Steigerung konnten die Forscher beim Genistein-Gehalt der Früchte messen: Die Genistein-Menge der Tomatenfrüchte übertraf die von Sojaprodukten wie beispielsweise Tofu um ein Hundertfaches. Wie sich bei genauerem Hinsehen zeigte, aktiviert AtMYB12 nicht nur die entscheidenden Gene, sondern führt dazu, dass die Tomatenpflanzen ihren Stoffwechsel umprogrammieren, um die Erzeugung von Inhaltsstoffen zugunsten der sekundären Pflanzenstoffe zu verschieben.

Grüne Arzneimittelgewinnung

Tomaten gehörten zu den ertragreichsten Nutzpflanzen und eigneten sich somit besonders gut als „Biofabriken“ für pflanzliche Stoffe. Sie können einfach geerntet und ausgepresst werden. Aus dem Saft könnten dann nach Vorstellung der Forscher, die Stoffe direkt extrahiert werden.

Die Idee, Pflanzen als schnelle und günstige Arzneimittelproduzenten zu nutzen ist nicht neu. Beim „Molecular Pharming“ werden gentechnisch veränderte Pharmapflanzen in Gewächshäusern und unter streng kontrollierten Bedingungen angebaut. Im Jahre 2012 wurde das erste in gentechnisch veränderten Möhren entwickelte Medikament zur Behandlung des Morbus-Gaucher Synddroms in den USA zugelassen. Auch in Deutschland gibt es Biotech-Unternehmen und Forschungsinstitute, die an Medikamentenentwicklung aus gentechnisch veränderten Pflanzen forschen.

Die Forscher glauben, dass sich mit dem „Molecular Pharming“-Verfahren auch natürlich vorkommende pflanzliche Substanzen in größeren Mengen herstellen ließen. Dies wäre einfacher und auch schneller als die synthetische Gewinnung im Labor.