Pflanzen als Bioreaktor: Sieht so die Zukunft der Impfstoff- und Antibiotikaproduktion aus?

Dechema-Forum Pflanzen als Bioreaktor: Sieht so die Zukunft der Impfstoff- und Antibiotikaproduktion aus?

28.06.2022 Ein Gastkommentar von Dr. Kathrin Rübberdt, Bereichsleitung Wissenschaft & Industrie und Dr. Karsten Schürrle, Themensprecher Bioökonomie, beide DECHEMA e.V.

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Pflanzen als Produktionssystem für Arzneimittelwirkstoffe: Eine Idee mit viel Potenzial findet der Dechema-Preisträger Johannes Buyel von der RWTH Aachen. Mit seiner „plant cell pack“ Technologie hat er eine skalierbare Plattform für die rekombinante Proteinproduktion und das Metabolic Engineering von Pflanzen entwickelt.

Kathrin Rübberdt ist Bereichsleiterin Wissenschaft & Industrie der Dechema.
(Bild: Dechema)

Für die Impfung eine Vakzin-Tomate essen? Zur Behandlung der hartnäckigen Mandelentzündung einen antibiotischen Apfel? So wird die Zukunft der Biopharmazeutika vermutlich nicht aussehen, doch Pflanzen könnten darin dennoch eine wichtige Rolle spielen. Der diesjährige Dechema-Preisträger Johannes Buyel von der RWTH Aachen setzt sich damit in seiner Forschung auseinander. Sein Argument: Pflanzen sind nachwachsende Single-Use-Bioreaktoren, die zudem vollständig biologisch abbaubar sind. Seine Forschungsarbeiten beschäftigen sich mit dem Einsatz von Pflanzen als Produktionssysteme durch transiente Proteinexpression. Er hat unter anderem eine „plant cell pack“ genannte Technologie automatisiert. Damit lassen sich mehrere Hundert Proteine als Produktkandidaten aus Pflanzen im Hochdurchsatzverfahren in kurzer Zeit zuverlässig testen.

Durch solche Methoden lassen sich Pflanzen entwickeln, die monoklonale Antikörper oder andere wichtige pharmazeutische Substanzen produzieren. So könnten Pflanzen als Biopharma-Lieferanten in städtischen oder stadtnahen Anlagen in „Urban Farms“ unter kontrollierten Bedingungen angebaut werden. Nach der Extraktion des pharmazeutischen Wirkstoffs könnten die verbliebenen Bestandteile zum Beispiel als Fasern oder Rohstoff für Chemikalien genutzt werden. Etwaige Restbiomasse ließe sich am Ende auch noch energetisch verwerten. Und vielleicht ist die Überlegung vom Anfang doch nicht ganz abwegig: Wenn eine essbare Pflanze einen Impfstoff enthält, der oral aufgenommen werden kann, wäre wenig bis gar keine Verarbeitung notwendig. Statt „nur ein kleiner Pieks“ hieße es dann vielleicht bald „hoffentlich haben Sie Appetit mitgebracht“.

Mehr zur Arbeit von Johannes Buyel erfahren Sie beim Preisträgervortrag anlässlich der Verleihung des DECHEMA-Preises am 13. September 2022 in Aachen.

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