Moderne Züchtungsmethoden sollen Tabak vielfältig nutzbar machen.
Die Tabakpflanze Nicotiana benthamiana könnte die medizinische Wissenschaft im Kampf gegen das Coronavirus vorantreiben.
"Forscher weltweit arbeiten fieberhaft daran, einen Impfstoff gegen COVID-19 zu entwickeln. Eine der Herausforderungen dabei ist, ihn schnell und in großen Mengen herzustellen", sagt euronews-Reporterin Cristina Giner. "Durch Züchtungstechnologien und die Verwendung von Pflanzen - wie Tabak - als Biofabriken könnte die Produktion maßgeschneiderter Impfstoffe und Antikörper beschleunigt werden."
Das EU-Projekt NEWCOTIANA versammelt ein internationales Team von Wissenschaftlern, das vom Institute for Plant Molecular and Cellular Biology (IBMCP) des Spanish Research Council (CSIC) in Valencia koordiniert wird. 19 akademische und industrielle Partner aus sieben europäischen Ländern und die Technologischen Universität von Queensland in Australien sind dabei.
Medikamente aus Pflanzen
Mithilfe der CRISPR-Technik konnten die Wissenschaftler Nicotiana benthamiana in eine Biofabrik verwandeln und maßgeschneiderte Moleküle für gesundheitsbezogene Produkte herstellen. Dieser Bereich ist als "Molecular Farming" bekannt.
"Viele heute verwendete Medikamente werden aus Pflanzen gewonnen", erklärt Diego Orzáez, NEWCOTIANA-Projektkoordinator und Biotechnologe am Institute of Plant Molecular and Cell Biology, CSIC-UPV. "Dank der Biotechnologie können wir den Pflanzen die Herstellung anderer Substanzen aufzwingen, die sich von denen unterscheiden, die auf natürliche Weise produziert werden. Dazu bringen wir genetisches Material in ihr Genom ein, das Informationen zur Herstellung von Medikamenten wie Antikörpern, Impfstoffen und anderen Produkten enthält."
Benthamiana ist eine alte, einheimische Tabakpflanze Australiens, die für die Herstellung von Impfstoffen und Antikörpern, - auch gegen Ebola - , weit verbreitet ist. Die Forscher modifizieren ihre Gene und verbessern ihre Fähigkeit, große Mengen spezifischer pharmazeutischer Produkte herzustellen.
"Wir verbessern sie, indem wir verschiedene Gene verändern", erklärt Marta Vázquez, Forscherin am BMCP. "Wir sind zum Beispiel daran interessiert, Pflanzen zu züchten, die nicht blühen, sondern mehr Biomasse entwickeln. Das wollen wir von der Pflanze erreichen."
Dank dieser Technik könnten die Zellen und Säfte der Pflanze als Plattform für die zukünftige Produktion von COVID-19-Impfstoffen genutzt werden. Der Ansatz bietet mehrere Vorteile: Er reduziert die Kosten und den Zeitaufwand einer Massenproduktion und begrenzt die Risiken für die Forscher, wie der britische Virologe George Lomonossoff vom John Innes Centre erklärt:
"Für Forscher sind Pflanzen sehr nützlich. Sie machen es möglich, virale Proteine oder Nukleinsäuren zu produzieren, ohne tatsächlich mit dem verursachenden Virus selbst arbeiten zu müssen.
Und wir nutzen Techniken der synthetischen Biologie, um virusähnliche Partikel herzustellen, ohne mit dem infektiösen Virus selbst arbeiten zu müssen."
Eine genmodifizierte Nicotiana benthamiana erzeugt Proteine, die denen ähnlich sind, die in einer menschlichen Zelle entwickelt werden. Das ist für Forscher sehr wichtig, da Proteine den Zugang zur menschlichen Zelle ermöglichen. ENEA-Forschungsdirektor Giovanni Giuliano zufolge nutzen immer mehr Unternehmen diese Technik.
"Es gibt etwa hundert Gruppen weltweit, die an Impfstoffen gegen SARS COVID-2 arbeiten. Einige Gruppen und Privatunternehmen nutzen dafür die Pflanze Nicotiana benthamiana, deren Genom wir sequenziert haben. Die Bereitstellung des Genoms wird diesen Firmen vermutlich helfen, diese Produktion zu optimieren."
Um den Kampf gegen das Coronavirus zu unterstützen, haben die Forscher das Genom der Pflanze veröffentlicht, um Labore bei der Entwicklung von Impfstoffen zu unterstützen.