Wissenschaftler erforschten Biosynthese eines potenziellen Krebsmedikaments aus Bakterien

Produktion soll mit Hilfe der Gentechnik für pharmazeutische Großproduktion optimiert werden

29.10.2004

In Kooperation mit der Gesellschaft für Biotechnologische Forschung (GBF) Braunschweig hat die Arbeitsgruppe des Instituts für Pharmazeutische Biotechnologie an der Universität des Saarlandes unter der Leitung von Professor Dr. Rolf Müller den Grundstein für die Produktion neuartiger Krebsmedikamente auf der Basis des Naturstoffs Tubulysin gelegt. In der internationalen Fachzeitschrift "chemistry & Biology" (Vol.11, August, 2004) erklären die Wissenschaftler erstmals, wie die Produktion der potenziellen Anti-Krebs-Substanz in einem Mikroorganismus abläuft und mit Hilfe der Gentechnik gezielt angekurbelt werden kann.

Tubulysin ist ein Zellgift, das von im Boden lebenden Mikro-Organismen, den so genannten Myxobakterien, produziert wird. Ausschlaggebend für die potenzielle Anti-Krebs-Wirkung des Tubulysins ist seine spezifische Wirkungsweise: Sie zerstört die Bestandteile des Zellskeletts, die wichtig für die Transportvorgänge in der Zelle sind und zudem eine entscheidende Rolle bei der Zellteilung spielen. Der Teilungsvorgang wird durch das Zellgift so stark beeinträchtigt, dass die Zellen absterben. Da Krebszellen sich besonders intensiv teilen, könnte mit Hilfe des Tubulysins das Tumorwachstum aufgehalten oder gänzlich verhindert werden. Zur Zeit befindet sich der Wirkstoff in der präklinischen Testphase für die Krebsmedizin.

Die pharmazeutische Großproduktion des Tubulysins ist bisher jedoch problematisch. Die Myxobakterien bilden nämlich nur eine sehr geringe Menge der Substanz, so dass eine natürliche Herstellung mit großem Aufwand und hohen Kosten verbunden wäre. "Auch die Möglichkeit einer chemischen Synthese stellt sich als äußerst schwierig dar", so der Biopharmazeut Professor Dr. Rolf Müller.

Eine vielversprechende Alternative bietet dagegen die Gentechnik, die sich die Saarbrücker Wissenschaftler zunutze machten. Ihre Idee: Über genetische Veränderungen könnte die Tubulysin-Biosynthese so modifiziert werden, dass größere Mengen der Substanz von den Bakterien gebildet werden. Ein solches Verfahren setzt voraus, dass zunächst die Gene in den Bakterien erkannt und beschrieben werden, die für die Herstellung des Tubulysins gebraucht werden. Es gelang den Forschern, die Position der für die Tubulysin-Bildung verantwortlichen Gene in der bakteriellen DNA zu identifizieren. "Die entsprechenden Gene liegen in einer charakteristischen Anordnung auf einem so genannten Gencluster zusammen", erklärt Professor Müller. "Entscheidend ist, dass wir die Grundlagen für eine biotechnologische Herstellung des Tubulysins gelegt haben", beschreibt er die Bedeutung der Forschungsergebnisse. "Wir können nun Verfahren entwickeln, mit denen wir gezielt in die Biosynthese des Tubulysins eingreifen, um die Produktion für eine pharmazeutische Anwendung zu optimieren."

Das Interesse von Seiten der Pharmaindustrie an den Forschungsergebnissen der Saar-Uni-Wissenschaftler ist groß. So besteht bereits eine Kooperation der GBF mit dem Münchner Biotechnologie-Unternehmen Morphochem, das die gesamte Entwicklung von Tubulysin als Krebstherapeutikum unterstützt.

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