Arzneistoffe GVO Organismen?
Arzneistoffe lassen sich gentechnisch mithilfe von genetisch veränderten Organismen (GVO), häufig Bakterien, herstellen.
Wie wird die GVO erzeugt?
Wie kann ich Medikamente herstellen um Hilfe zu leisten?
1 Antwort
GVO bedeutet, dass du fremdes Erbgut in einen Organismus vorliegen hast. Das beste Beispiel wäre hier das Darmbakterium Escherichia coli, kurz E. coli und die Herstellung von Insulin. Insulin wurde ursprünglich aus den Bauchspeicheldrüsen von Zuchtrindern und - schweinen gewonnen. Da die Haltung von Nutzvieh oft nicht nur finanziell gesehen wenig profitabel ist, sondern auch tierrechtlich (Massenhaltung) und gesundheitlich (Medikamentenzufuhr über das Futter) bedenklich ist und die Nachfrage an Insulin mit der steigenden Bevölkerungsanzahl und Diabeteserkrankungen wächst, hatten Wissenschaftler die Idee, das sich alle 20 Minuten teilende Bakterium diese Arbeit übernehmen zu lassen. Dafür wurden Gene aus einem Spenderorganismus, welches u. A. die benötigten Enzyme aufweist, in das Bakterium transformiert. Das klingt sehr abstrakt, aber im Prinzip nehmen Bakterien aus ihrer Umgebung auch auf natürlichen Wege fremdes Erbgut auf. Das beste Beispiel wären Antibiotikaresistenzgene, welche dem Organismus, welches diese aufnimmt, einen evolutionären Vorteil verschafft. Dies machen sich die Wissenschaftler zu nutzen, indem sie über mehrere Methoden die Aufnahme des Erbguts beschleunigen mit maximalem Ertrag. Die wohl bekannteste Methode ist der 'heat shock', bei dem kompetente Stämme, die fremdes Erbgut sehr gut aufnehmen können, kurzzeitig einer erhöhten Temperatur von beispielsweise 42 °C ausgesetzt werden. Dabei bilden sich Poren in der Membran des Bakteriums, was eine Aufnahme des sich im umliegenden Medium befindenden begünstigt. Nach der Transformation werden die Bakterien mittels eines mit eingefügten Markers überprüft, ob sie das gewünschte Erbgut aufgenommen haben. Mit eingeschleuste Antibiotikaresistenzen und die Zugabe von Antibiotika ins Medium zeigt an, ob die Prozedur erfolgreich war. Nach und nach können so mehrere Gene eingeschleust werden, die für eine gewünschte Expressionskaskade (Produktion über mehrere Schritte) kodieren. Oftmals gibt man den Bakterien anschließend einfach nur die Grundbausteine, die sie für die Produktion eines jeweiligen Stoffes benötigen, ins Medium und anschließend geht es auch schon ans Werk: Die Bakterien werden in einer geeigneten Umgebung gefüttert und inkubiert, im Falle des Insulins werden Inclusion Bodies aufgelöst und isoliert, Proteine werden restauriert, eine enzymatische Reaktion mit Trypsin wird herbeigeführt und das Insulin wird über mehrere Schritte mittels niedrigen Drucks und HPLC Technik aufgereinigt. Im besten Falle hat man am Ende ein reineres und günstigeres Insulin hergestellt als durch den Mastbetrieb von Vieh. Zum Weiterlesen: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/m/pubmed/30735706/
Wenn du mit genetisch veränderten Organismen Medikamente herstellen und der Menschheit helfen möchtest, studierst du im einfachsten Falle Biologie oder machst eine Ausbildung zum Biologisch-technischen-Assistenten (kurz BTA) und arbeitest in einem biomedizinischen mikrobiologischen Labor, das sich auf die Generierung von Medikamenten in Mikroorganismen spezialisiert hat. Alternativen gibt es aber auch: Biopharmazie, Biomedizin, usw. Ich als Mikrobiologin kann aber nur für die Biologie sprechen.