Gen-Pilze stellen aus Krebsen Arznei-Rohstoff her
Aus dem Chitin-Panzer von Krustentieren können Trichoderma-Pilze wichtige Chemikalien für die Arzneimittelerzeugung produzieren.
Veröffentlicht:WIEN (eb). Werden in Pilze zusätzliche Bakteriengene eingebaut, dann sind sie in Lage, pharmakologische Substanzen aus Krabbenschalen zu produzieren. Gelungen ist das Wissenschaftlern vom Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften der Technischen Universität Wien.
Mit dieser Art von Genmanipulation haben die Forscher erreicht, dass sich Schimmelpilzen, die normalerweise ja Schädlinge sind, zu Nützlingen umwandeln. Dabei handelt es sich um Pilze, die der Gattung Trichoderma angehören.
Durch das Einbringen der Gene aus Bakterien entstanden aus ihnen regelrechte "chemische Fabriken", die wichtige Substanzen als Grundstoffe für Arzneimittel herstellten, wie die Technische Universität Wien in einer Mitteilung informiert.
Patent angemeldet
Der Rohstoff, den die Pilze dafür brauchen, ist überall reichlich vorhanden: Es ist das Chitin, aus dem zum Beispiel die Panzer von Krustentieren aufgebaut sind. Die neue Methode wurde bereits zum Patent angemeldet.
Bei Infekten wie Influenza werden häufig Virustatika eingesetzt, die eine Verbreitung des Virus im Organismus verhindern sollen. Diese Medikamente sind oft Derivate der N-Acetylneuraminsäure (kurz: NANA), die heute aus natürlichen Ressourcen gewonnen oder chemisch hergestellt wird - allerdings ist N-Acetylneuraminsäure fünfzig Mal teurer als Gold: Die Chemikalie kostet etwa 2000 Euro pro Gramm.
Daher machten sich Forscher um Dr. Astrid Mach-Aigner auf die Suche nach einer umweltfreundlichen Herstellungsmethode für NANA, wie es in der Mitteilung heißt.
Sie richteten ihr Augenmerk auf den Schimmelpilz Trichoderma, der in Böden, im Wald und auf Wiesen vorkommt und im Boden Chitin zersetzt. Er war ein vielversprechender Kandidat für das Forschungsprojekt.
Damit er aber das gewünschte chemische Produkt erzeugt, mussten die Wiener Wissenschaftler ihm noch Bakteriengene einsetzen, denn normalerweise baut der Pilz Trichoderma das Chitin zu monomeren Aminozuckern ab.
Zweithäufigste Bio-Polymer
Die neuen Gene ermöglichen den Zellen zwei weitere Reaktionsschritte in dem chemischen Prozess, so dass schließlich der Arzneimittelrohstoff N-Acetylneuraminsäure entsteht.
Chitin ist nach Zellulose der zweithäufigste Bio-Polymer der Erde. Er kommt in Panzern von Krebsen und Insekten, aber auch in Schnecken und Kopffüßern sowie in der Zellwand von Pilzen vor.
Man schätzt, dass allein im Meer jährlich zehn Milliarden Tonnen Chitin gebildet werden - einige hundert Mal mehr als das Körpergewicht der gesamten Menschheit. Chitin ist also ein nachhaltiger nachwachsender Rohstoff für chemische Synthesen.
Der neu entwickelte Trichoderma-Stamm könne nun in Bio-Reaktoren kultiviert werden und dort Chitin in die wertvolle Säure umwandeln, so die Mitteilung.
