Morphium aus Bierhefe 26.08.2014, 08:26 Uhr

Genmanipulierte Bierhefe könnte den Schlafmohn ersetzen

Schlafmohn gilt als eine der weltweit wichtigsten Arzneipflanzen. Ritzt man die unreife Samenkapsel an, tritt ein Milchsaft aus, der getrocknet zu Opium wird. Inhaltsstoffen wie Morphin und Codein werden weltweit vor allem in der Schmerztherapie angewendet. An der Universität Stanford ist es nun gelungen, die wirksamen Hauptbestandteile des Opiums auf natürliche und halbsynthetische Weise herzustellen – in gentechnisch veränderten Bierhefezellen. 

Die Genforscherin Christina D. Smolke, die Biotechnikerin Kate Thodey und die Chemikerin Stephanie Galanie programmierten Zellen von Bierhefe darauf, Morphin, Codein, Thebain und andere Opioide herzustellen. Sie und ihr Team fügten den Zellkernen der Hefezellen Gene aus zwei Organismen hinzu, die in der Natur für die Produktion von Opioiden verantwortlich sind: Gene aus Mohnzellen selbst und Gene aus einem Bakterium, das auf den Mohnpflanzenstengeln lebt.

Herstellung mit veränderter Bierhefe gelungen

Durch die Genmanipulation erhielten die Hefezellen die Anleitung zur Herstellung der Opioide Kodein, Morphin und Thebain, Hydromorphon, Oxycodon und Hydrocodon. Es gelang den Forscherinnen bis zu 131 Milligramm pro Liter Morphin und anderer Opioide zu gewinnen. Die Ergebnisse ihrer Forschungen fasste Smolke jetzt im Fachmagazin Nature Chemical Biology zusammen.

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
Airbus-Firmenlogo
Program Certification Engineering (d/m/f) Airbus
Manching Zum Job 
INOTEC GmbH-Firmenlogo
Projektleiter (m/w/d) Nahrungsmittelindustrie INOTEC GmbH
Reutlingen Zum Job 
Bühler Motor GmbH-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur (m/w/d) Vorentwicklung - Mechatronische Systeme Bühler Motor GmbH
Nürnberg Zum Job 
Dohm Pharmaceutical Engineering-Firmenlogo
Projektingenieur (m/w/d) Verfahrenstechnik, Pharmatechnik Dohm Pharmaceutical Engineering
Mannheim Zum Job 
Dohm Pharmaceutical Engineering-Firmenlogo
Prüfingenieure (m/w/d) Dohm Pharmaceutical Engineering
Ulm, Ludwigshafen am Rhein Zum Job 
MAXIMATOR GmbH-Firmenlogo
Vertriebsingenieur / Sales Engineer (m/w/d) Schwerpunkt Wasserstofftechnik MAXIMATOR GmbH
Sinsheim Zum Job 
Dohm Pharmaceutical Engineering-Firmenlogo
Ingenieur Verfahrenstechnik, Pharmatechnik, Prozesstechnik, TGA, Bauwesen (m/w/d) Dohm Pharmaceutical Engineering
Leverkusen Zum Job 
ASK GmbH-Firmenlogo
Ingenieur / Techniker (m/w/d) im Bereich Automatisierung und Steuerungstechnik ASK GmbH
Wolfenbüttel bei Braunschweig Zum Job 
RheinEnergie-Firmenlogo
Gruppenleiter Maschinen- und Verfahrenstechnik (m/w/d) RheinEnergie
Köln (Niehl) Zum Job 
WACKER-Firmenlogo
Procurement Manager (m/w/d) CSA / Bauleistungen WACKER
Burghausen Zum Job 
EUROVIA Verkehrsbau Union GmbH-Firmenlogo
Bauleiter (m/w/d) für den Bereich Straßen- und Tiefbau EUROVIA Verkehrsbau Union GmbH
Berlin, Michendorf Zum Job 
Eurovia Verkehrsbau Union GmbH-Firmenlogo
Bauleiter (m/w/d) für den Bereich Asphaltstraßenbau Eurovia Verkehrsbau Union GmbH
Berlin, Michendorf Zum Job 
agap2 - HIQ Consulting GmbH-Firmenlogo
Junior Technical Business Manager (m/w/d) agap2 - HIQ Consulting GmbH
Frankfurt am Main, München, Mannheim Zum Job 
agap2 - HIQ Consulting GmbH-Firmenlogo
Projektingenieur:in Automatisierungs- & Elektrotechnik agap2 - HIQ Consulting GmbH
Mannheim, Frankfurt oder München Zum Job 
DEKRA Automobil GmbH-Firmenlogo
Bausachverständiger Immobilien (m/w/d) DEKRA Automobil GmbH
agap2 - HIQ Consulting GmbH-Firmenlogo
Testingenieur:in Mechatronik & Elektrotechnik agap2 - HIQ Consulting GmbH
Großraum Frankfurt am Main, Mannheim oder München Zum Job 
DEKRA Automobil GmbH-Firmenlogo
Experte Digitale Markenführung (m/w/d) DEKRA Automobil GmbH
Stuttgart Zum Job 
DEKRA Automobil GmbH-Firmenlogo
SAP & Salesforce Service Manager (m/w/d) DEKRA Automobil GmbH
Stuttgart Zum Job 
DEKRA Automobil GmbH-Firmenlogo
Sachverständiger Umweltschutz & Emission (m/w/d) DEKRA Automobil GmbH
Karlsruhe Zum Job 
DEKRA Automobil GmbH-Firmenlogo
Fachkraft Arbeitssicherheit & Gesundheit (m/w/d) DEKRA Automobil GmbH
Oberfranken, Oberpfalz Zum Job 

Die nun mittels Bierhefe hergestellten Opioide sind in der Schmerztherapie häufig angewandte Wirkstoffe. Morphin ist ein stark wirkendes Schmerzmittel, das zum Beispiel bei Tumoren und chronischen Schmerzen verabreicht wird. Codein wird ebenfalls in der Schmerztherapie eingesetzt und wirkt außerdem als Hustenreizstiller. Thebain ist der Ausgangsstoff zur Herstellung höherwertiger therapeutischer Schmerzmittel wie Hydrocodon und das in Deutschland verschreibungspflichtige Oxycodon. Hydrocodon-Präparate werden als Schmerzmittel und als Hustenmittel angewendet.

Vision: Opioide aus Zucker

Die Vision der Wissenschaftlerinnen ist die Hefe, die Opioide aus Zucker herstellen kann. Doch dieser Prozess setzt sich aus einer ganzen Reihe von biochemischen Reaktionen zusammen, die es noch nachzubilden gilt. Bislang ist es Smolke und ihrem Team nur gelungen, in ihren zellulären Fabriken einen Teil des gesamten Prozesses nachzuvollziehen.

In einer ersten Projektphase hatten sie bereits mit Hilfe von gentechnisch veränderten Hefezellen aus einer Vorläufersubstanz Thebain herstellen können. Für ihre aktuellen Versuche verwendeten die Wissenschaftlerinnen nun natürliches Thebain aus Mohnpflanzen.

Ihren Erfolg bewerten die Forscherinnen als einen wichtigen Schritt hin zur vollständigen Biosynthese der wertvollen Arzneimittelmoleküle ganz ohne die Pflanze. Bierhefe wäre demnach eine nachhaltige und sichere Alternative zum Anbau und zur Verarbeitung hunderttausender Tonnen Mohn weltweit. Es werde jedoch noch Jahre dauern, bis die Arzneimittelindustrie biotechnische Opioide produzieren könne, die pharmakologisch identisch seien mit den heutigen Wirkstoffen.

 

Ein Beitrag von:

  • Susanne Neumann

    Susanne Neumann ist Webjournalistin. „Inhalt mit Anspruch“ ist das Motto der freien Journalistin und Online-Redakteurin. Sie steht für gründliche Recherche, eine verständliche Darstellung auch komplizierter Sachverhalte und Freude am Thema. Sie hat  Politik-, Theater-, und Kommunikationswissenschaften studiert.

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.