29.09.2015 - BOKU-ForscherInnen lassen Pflanzen Antikörper gegen HI-Virus produzieren


Verwandte der Tabakpflanze verändert Antikörper-Protein so, dass sich dessen Wirksamkeit deutlich verbessert

Im Jahr 2009 entdeckte Breitband-Antikörper gelten als große Hoffnung für künftige AIDS-Therapien. Wiener und US-ForscherInnen haben nun im Fachjournal "PNAS"  (Proceedings of the National Academy of Sciences) eine neue Strategie zur Herstellung und gezielten Verbesserung der Breitband-Antikörper in Tabakpflanzen vorgestellt. 

Breitband-Antikörper treten in seltenen Fällen spontan bei HIV-infizierten Personen auf. Sie binden an einen relativ konstant bleibenden Teil der HI-Virushülle. Mittlerweile werden diese Antikörper in tierischen Zellkulturen, dem herkömmlichen Produktions-Verfahren für solche Moleküle, hergestellt. Therapeutisch werden sie laut Herta Steinkellner vom Department für Angewandte Genetik und Zellbiologie der Universität für Bodenkultur Wien (BOKU) allerdings noch nicht eingesetzt.

Die WissenschafterInnen widmeten sich in ihrer Arbeit dem Breitband-Antikörper PG9. In der Tierkultur lässt sich das Protein selbst - der Hauptbestandteil des Antikörpers - "produzieren; allerdings werden Protein-Veränderungen wie Zuckerreste und Sulfatgruppen nicht optimal synthetisiert. Diese Modifizierungen sind aber für die Wirksamkeit des Antikörpers essenziell", so Steinkellner, die das an der Boku angesiedelte Laura Bassi Exzellenzzentrums "PlantBioP" leitet.

Steinkellner und ihrem Kollegen Lukas Mach ist es nun gelungen, einen nahen Verwandten der Tabakpflanze, Nicotiana benthamiana, gentechnisch so zu verändern, dass die Pflanze maßgeschneidert Sulfatgruppen und Zuckerketten an den Antikörper anheftet. So produzierter PG9 war um ein Vielfaches aktiver als die aus der tierischer Zellkultur stammende Variante.

Mit dieser Strategie waren die Wiener ForscherInnen bereits bei der Produktion von hochwirksamen Antikörpern gegen das Ebola-Virus erfolgreich. Sie haben das Produktionssystem für jenes Gemisch von monoklonalen Antikörpern entwickelt, das im Vorjahr erfolgreich bei mehreren erkrankten US-Staatsbürgern eingesetzt wurde. Seit März läuft ein Großversuch in einigen afrikanischen Staaten, erste Ergebnisse werden Ende des Jahres erwartet. 

"Es hat uns selbst überrascht, mit welcher Präzision diese Veränderungen am Antikörper, die sonst nur in menschlichen Zellen vorkommen, von den Pflanzen durchgeführt werden", sagte Lukas Mach. Die Wissenschafter gehen davon aus, dass die nun gewonnenen Erkenntnisse über die Funktionsweise von PG9 dessen therapeutische Weiterentwicklung entscheidend beeinflussen wird. 

Ob in diesem Falle die Antikörper-Produktion mittels Pflanzen jene in tierischen Zellen überholen wird, "kommt auf den gesellschaftlichen Druck an". Die Erfahrung mit Ebola habe gezeigt, dass "auf einmal ein enormer Druck und relativ viel Geld da war - und die Pflanze alle anderen Systeme überholt hat".

Originalartikel online: www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1509090112

Kontakt: Rückfragen: 
Prof. Mag. Dr. Herta Steinkellner
BOKU Wien – Angewandte Genetik und Zellbiologie
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