Tabakpflanze stellt humane Antikörper her

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Pflanzen stärken das humane Immunsystem. Künftig vielleicht aber nicht nur als Nahrungsmittel. Forscher der Universität für Bodenkultur (Boku) Wien konnten nämlich erstmals in Pflanzen menschliche IgM-Antikörper produzieren. Die Tabakpflanzen stellen dabei nicht nur die sehr komplexe Grundstruktur des Proteins her. Sie bauen gleichzeitig auch gezielt verschiedene Zuckerstrukturen nach, die am Antikörper anhaften und für dessen Funktion wichtig sind, berichten die Forscher in "PNAS".

Immunglobulin M (IgM)-Antikörper können bereits in Säugetierzellkulturen hergestellt werden, allerdings mit einem Nachteil: Im menschlichen Körper hängen an den IgM-Molekülen sehr komplexe und verschiedene Zuckerstrukturen, deren genaue Funktion nicht geklärt ist. In der Zellkultur können diese Zuckerstrukturen nur in einer unspezifischen Mischung produziert werden, erklärte Studienleiterin Herta Steinkellner im Gespräch mit der APA.

Um die Funktion der verschiedenen Zuckermoleküle klären zu können, müsste man sie aber in homogener Form vorliegen haben. Genau das ist in den Tabak-Pflanzen möglich: "Wir können die Pflanzen so dirigieren, dass sie IgM-Antikörper mit ganz bestimmten Zuckerstrukturen produzieren", so Steinkellner.

Dafür müssen die Wissenschafter nicht in das Genom der Pflanze eingreifen. Sie nehmen vielmehr eine fertige Pflanze und bringen von außen die gewünschten DNA-Fragmente in die Blätter ein. Dazu wird die Pflanze in eine Pufferlösung gelegt und ein Vakuum erzeugt. Dadurch gelangen DNA-Fragmente in den Zellkern, wo sie als Gen außerhalb des Genoms erkannt werden und die Proteinsynthese-Maschinerie angeworfen wird.

In zwei parallelen Prozessen werden so die IgM-Moleküle und die - je nach DNA-Fragment entsprechenden - Zuckerstrukturen hergestellt. Nach einer Woche könne bereits geerntet werden, betonte Steinkellner einen Vorteil dieser Methode, vor allem wenn es einmal darum geht, die Produktion in industriellem Maßstab zu betreiben.

Derzeit produzieren die Pflanzen einen IgM Antikörper gegen ein Krebsantigen. Verhandlungen seien im Laufen, auch IgMs gegen pathogene Keime herzustellen.