COVID-19: Tabakpflanze erzeugt hochwirksame Antikörper gegen Corona

Tabakpflanze erzeugt Antikörper gegen COVID-19

Es ist lange bekannt, dass Rauchen tödlich sein kann. Doch eine bestimmte Tabakpflanze kann auch Leben retten. Die Nicotiana benthamiana erzeugt hochwirksame menschliche Antikörper gegen Krankheiten wie Krebs, Ebola und – jetzt auch – COVID-19.

Wie in einem Beitrag von „scilog“, dem Magazin des österreichischen Wissenschaftsfonds FWF (Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung) erklärt wird, ist es der Molekularbiologin Herta Steinkellner, Professorin vom Department für Angewandte Genetik und Zellbiologie der Universität für Bodenkultur (Boku) Wien, gemeinsam mit ihrem Team gelungen, hochwirksame Antikörper gegen COVID-19 zu erzeugen. Diese Antikörper werden von humanisierten Pflanzen produziert.

Menschliche und pflanzliche Zellen sehr ähnlich

Nicotiana benthamiana kam im 15. Jahrhundert nach Europa und ist verwandt mit der Kartoffel und der Tomate. An der Universität für Bodenkultur in Wien wird das Nachtschattengewächs in einer sogenannten „Klimakammer“ – bei 60 Prozent Luftfeuchtigkeit und konstanten 22 Grad gehalten. Das sind die optimalen Bedingungen für die Tabakpflanze.

Damit die Pflanze die Antikörper erzeugen kann, wird sie genetisch so verändert, dass sie neben ihren eigenen auch artfremde Proteine herstellt. Beispielsweise auch Antikörper-Proteine, die normalerweise im menschlichen Körper als Reaktion auf Krankheitserreger produziert werden. Dazu werden jene Gene, welche den Bauplan für menschliche Antikörper beinhalten, in die Pflanze eingebracht.

„Dafür verwenden wir ein Bakterium als eine Art Taxi. Mit diesem Bauplan setzt die Pflanze dann die speziellen menschlichen Proteine zusammen“, erläutert Herta Steinkellner. So kann die Pflanze Antikörper-Proteine herstellen, die dann in der Humanmedizin als Medikamente eingesetzt werden können.

„Möglich ist das, weil sich menschliche und pflanzliche Zellen auf molekularer Ebene sehr ähnlich sind, denn der genetische Code ist universell, vom Einzeller bis zu den Säugern“, so die Wissenschaftlerin.

Antikörper gegen verschiedene Viren

Biopharmazeutika, deren prominenteste Vertreter Antikörper sind, werden normalerweise in tierischen Zellen erzeugt. Das ist jedoch aufwendig und mit hohen Kosten verbunden. Daher wurde an der Boku vor 25 Jahren damit begonnen, eine alternative Produktionsmethode durch Pflanzen zu erforschen.

Seit damals haben die Forschenden unter anderem erfolgreich Antikörper gegen HIV und gegen das Ebolavirus entwickelt.

Und als das Coronavirus SARS-CoV-2 auftauchte, das nun schon seit zwei Jahren die Welt in Schach hält, hat sich Prof. Herta Steinkellner mit ihrer Forschungsgruppe daran gemacht, Antikörper dagegen zu erzeugen. Und es ist den Fachleuten gelungen. Den Angaben zufolge handelt es sich dabei um zwei Subtypen von Antikörpern, die hochinteressant sind, sogenannte IgG3-Antikörper und IgA-Antikörper.

Letztere sind dahingehend vielversprechend, da sie in den Schleimhäuten – also den Zutrittspforten von SARS-CoV-2 – aktiv sind und eine Therapie über Nasensprays ermöglichen könnten. „Hier sind schon finanzkräftige Unternehmen aktiv“, beurteilt die Biotechnologin die Anwendungsseite.

50-fach besser im Neutralisieren des Coronavirus

Die IgG3-Antikörper sind jedoch noch interessanter. „Diese sind sehr kompliziert in der Herstellung, mit viel Engagement der Mitarbeiter haben wir es aber geschafft“, berichtet die Forscherin vom bahnbrechenden Erfolg, für den sie den Patentschutz hält.

Das Besondere an diesem Subtyp: „IgG3 ist 50-fach besser im Neutralisieren des Virus“, unterstreicht Prof. Steinkellner die hohe Wirksamkeit dieser Antikörper in der Bekämpfung des Coronavirus, die eine Studie in der Fachzeitschrift „PNAS“ bestätigt hat.

Das Problem ist jedoch die Instabilität des Antikörpers: „Im Moment ‚zerbröseln‘ sie binnen weniger Tage.“ Eine Hürde, die laut der Wissenschaftlerin durch intensives Weiterforschen noch überwunden werden muss, damit es zu einem Herstellungsverfahren kommen kann. (ad)