Die Milchstraße der Medizin: Lust auf eine Tasse Medikamente? :: Tierforschung verstehen

Gesendet:von Mia Rozenbaum am 30.07.20

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Da die Gentechnik bei Tieren immer einfacher und billiger wird, wird auch die Herstellung von Arzneimitteln immer einfacher und kostengünstiger. Transgene Tiere, die so hergestellt wurden, dass sie in ihrer Milch Medikamente produzieren, könnten teure Medikamente zu vielen Menschen in entlegeneren Gebieten bringen.

Es ist der Morgen, mit verschwommenen Augen und kaum wach, man gießt sich – fast automatisch – eine Tasse Tee ein und für die weniger Glücklichen ein Glas Wasser, um die Morgenpillen einzunehmen. Was würden Sie sagen, wenn Sie statt Wasser Milch hätten, die bereits die Medikamente enthielt, die Sie brauchten?

Klingt ein bisschen wie Science-Fiction, aber seit einigen Jahrzehnten arbeiten Wissenschaftler daran, Ziegen und Kühe gentechnisch so zu manipulieren, dass sie Medikamente und andere nützliche Moleküle direkt in ihrer Milch produzieren. Warum? Es tut mir leid, Sie enttäuschen zu müssen, es geht mehr ums Geld als um den Komfort Ihres Morgens. Die Produktionskosten dieser Moleküle würden erheblich gesenkt, wenn es einen lebenden Organismus gäbe, der in der Lage wäre, die Medikamente schmerzlos auszuspritzen, und nicht Ketten teurer Maschinen und Reaktionen, die diese Arbeit erledigen würden.

Forscher können Gene von Interesse isolieren, sie in Expressionsvektoren einfügen und sie auf Zellen oder Organismen übertragen, die wiederum das Protein von Interesse produzieren können. Befinden sich die Zielzellen in den Milchdrüsen, werden die Proteine ​​erst in der Milch produziert, wie jedes andere Protein, das bereits in dieser Nährflüssigkeit vorkommt.

Einmal geschaffen, können diese transgenen Tiere wie jedes andere Nutztier kostengünstig Medikamente abgeben. Und mit den jüngsten Fortschritten bei neuen Techniken zur Genbearbeitung wie CRISPR-Cas9 war das Austauschen und Einfügen von Genen noch nie so einfach. Die Herstellung neuer transgener Tiere im Labor ist jetzt schneller und kostengünstiger.

„Eine einfachere Möglichkeit, die Kraft der Natur zu nutzen, um große Mengen spezifischer Proteine ​​in der Milch zu produzieren, könnte die Verfügbarkeit von Medikamenten für Menschen erhöhen, die sich diese Behandlungen sonst nicht leisten könnten.“

sagte Ina Dobrinski, eine Forscherin, die Gentherapie anwendete, um die Zeit zu verkürzen, die benötigt wird, um große Tiere zu züchten, die in der Lage sind, therapeutische Proteine ​​in ihrer Milch zu produzieren, gegenüber der Wissenschaft täglich.

Im Jahr 1997 produzierte die erste transgene Kuh Milch, die mit dem menschlichen Protein Alpha-Lactalbumin angereichert war, einem Protein, das die Laktoseproduktion in der Milch fast aller Säugetierarten reguliert. Haben Sie sich jemals gefragt, wie laktosefreie Milch hergestellt wird? Hier haben Sie die Antwort: Eine Möglichkeit besteht darin, dafür gentechnisch veränderte Versuchskühe zu verwenden. Das Gleiche gilt für cholesterinarme Milch, die für Herz-Kreislauf-Patienten wichtig ist.

Die Liste ist lang.

Forschern ist es beispielsweise gelungen, Kühe und Ziegen mit einem höheren Gehalt an Lysozym zu züchten, einem antimikrobiellen Protein, das in der menschlichen Muttermilch vorkommt. Die Ziegenmilch hat sich bei der Behandlung von Durchfall bei jungen Schweinen als wirksam erwiesen und kann zur Vorbeugung menschlicher Durchfallerkrankungen eingesetzt werden, die jedes Jahr das Leben von 1,8 Millionen Kindern auf der ganzen Welt fordern.

„Viele Entwicklungsländer der Welt sind auf Nutztiere als Hauptnahrungsquelle angewiesen“, sagte James Murray, Professor für Tierwissenschaften an der UC Davis und leitender Forscher der Studie. „Diese Ergebnisse sind nur ein Beispiel dafür, dass wir durch Gentechnik landwirtschaftlich relevante Tiere mit neuartigen Merkmalen ausstatten können, die darauf abzielen, einige der Gesundheitsprobleme zu lösen, mit denen diese sich entwickelnden Gemeinschaften konfrontiert sind.“

Ebenso stellte ein Unternehmen namens rEVO Biologics transgene Ziegen her, die Antithrombin III in ihrer Milch absonderten, ein therapeutisches Protein, das zur Verhinderung der postoperativen Gerinnselbildung bei Patienten mit erblichem Antithrombinmangel eingesetzt wird. Das Schöne ist, dass eine kleine Herde von 80 Ziegen ganz Europa mit diesem wertvollen Protein versorgen kann.

Derzeit hat rEVO 600 Ziegen auf seiner 167 Hektar großen Farm in Massachusetts, die je nach den Genen, die sie tragen, in Herden aufgeteilt werden. Es gab bis zu 2.000, abhängig von der Anzahl der laufenden Projekte. Während ATryn derzeit das einzige Produkt des Unternehmens ist, gibt es ein halbes Dutzend aktive Projekte mit jeweils einer Handvoll experimenteller Ziegen. Das Unternehmen arbeitet beispielsweise auch an der Entwicklung von Ziegen, die monoklonale Antikörper produzieren.

Das jüngste Beispiel sind Ziegen, die in ihrer Milch ein weit verbreitetes Darmkrebsmedikament, Cetuximab, produzieren können. Jede daraus resultierende gentechnisch veränderte Ziege könnte in jedem Liter ihrer Milch etwa 10 Gramm Cetuximab produzieren. Und da Ziegen jedes Jahr etwa 800 Liter Milch produzieren, kann jedes Tier mehrere Kilogramm Cetuximab pro Jahr produzieren. Ein großer Schritt vorwärts, um das Medikament zugänglicher und billiger zu machen. Derzeit wird es von Mäusezellen produziert, die gentechnisch verändert wurden, um den monoklonalen Antikörper herzustellen. Dies ist ein teurer, sehr präziser Prozess, was bedeutet, dass das Medikament für einen einzelnen Patienten im Vereinigten Königreich etwa 3.000 £ pro Monat kostet. Und dies könnte auf mehrere andere Krebstherapien weltweit angewendet werden.

Die FDA akzeptiert nach und nach die Verwendung dieser aus Milch hergestellten Proteine ​​für die Empfängnis und Gesundheit des Menschen. Im Jahr 2009 genehmigte die FDA eine genetisch veränderte Ziege, die in ihrer Milch ein Medikament herstellen kann, das tödliche Blutgerinnsel verhindert. Und im Jahr 2014 wurde ein Medikament zugelassen, das aus der Milch von Laborkaninchen gewonnen wird, um das hereditäre Angioödem zu behandeln, eine genetisch bedingte Krankheit, die zu Schwellungen im Körper führt und tödlich sein kann.

Von allen bereits produzierten transgenen Säugetierbioreaktoren scheinen Ziegen das geeignetere Modell zu sein, da die Produktion von Gründertieren und die Betriebskosten im Vergleich zu Rindern deutlich einfacher zu bewältigen sind.

Künstliche Milch könnte dazu beitragen, die globale Gesundheit zu verbessern, insbesondere in weniger entwickelten Ländern, in denen Medikamente schwer zugänglich, schwer herzustellen oder zu kaufen sind.

Forscher haben Ziegen auch gentechnisch verändert, um in ihrer Milch ein Spinnenprotein zu produzieren, das dann extrahiert, gereinigt und zu Fasern gesponnen wird. Spinnenseide ist eines der stärksten Materialien in der Natur, härter als Kevlar und hundertmal stärker als menschliche Bänder. Wenn diese Kraft genutzt wird, könnte sie in der Medizin Anwendung finden, aber auch dazu beitragen, kugelsichere Westen und eine Reihe verschiedener widerstandsfähiger und nachhaltiger Materialien herzustellen.

Genetisch veränderte Organismen oder „Pharmatiere“ könnten die nächste Revolution sein, um Medikamente zugänglicher und auch nachhaltiger zu machen, indem sie die Produktionskosten senken und die Produktionskapazitäten erhöhen.

Zuletzt bearbeitet: 30. August 2023 10:48

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