Transgene Pflanzen - Prinzip und medizinische Relevanz

Die molekularbiologische Forschung und rekombinante DNA-Technologie hat in den letzten Jahren nicht nur die Diagnostik, Therapie und Prävention auf dem Gebiet der Humanmedizin revolutioniert, sondern auch zu enormen Entwicklungen auf dem Gebiet der Pflanzenbiotechnologie geführt. Nachdem rekombinante Proteine zuerst meist in vitro in Bakterien, Hefe und anderen eukaryoten Zellen hergestellt wurden und jetzt auch in vivo in transgenen oder klonierten Tieren synthetisiert werden können [14] [3] , gewinnt in neuerer Zeit die Herstellung von medizinisch wichtigen Proteinen durch transgene Pflanzen zunehmend an Bedeutung. So ist es heute möglich, eine Vielzahl von Antigenen, Antikörpern und Medikamenten in transgenen Pflanzen herzustellen. Neben den Grundlagen der molekularen Pflanzengenetik und der Herstellung transgener Pflanzen werden im Folgenden der aktuelle Stand der Herstellung medizinisch relevanter „Pflanzenprodukte“ und deren Perspektiven dargestellt.

Literatur

• 1 Arakawa T, Yu J, Chong D K. et al . A plant-based cholera toxin B subunit-insulin fusion protein protects against the development of autoimmune diabetes.  Nat Biotechnol. 1998;  16 934-938
• 2 Arntzen C J. Pharmaceutical foodstuffs-oral immunization with transgenic plants.  Nat Med. 1998;  4 502-503
• 3 Blum H E, Moradpour D. Gentechnologie.  Dtsch Med Wochenschr. 1999;  124 1393-1394
• 4 Conrad F U, Artsaenko O, Phillips J. Single-chain Fv antibodies expressed in plants.  Meth Biotechnol. 1998;  3 103-127
• 5 Fischer R, Liao Y C, Hoffmann K. et al . Molecular farming of recombinant antibodies in plants.  Biol Chem. 1999;  380 825-839
• 6 Galun E. The manufacture of medical and health products by transgenic plants. Imperial College Press, London 2001
• 7 Geissler M, Blum H E. Therapeutische monoklonale Antikörper.  Dtsch Med Wochenschr. 2000;  125 1501-1504
• 8 Kapusta J, Modelska A, Figlerowicz M. et al . A plant-derived edible vaccine against hepatitis B virus.  FASEB J. 1999;  13 1796-1799
• 9 Ma S W, Zhao D L, Yin Z Q. et al . Transgenic plants expressing autoantigens fed to mice to induce oral immune tolerance.  Nat Med. 1997;  3 793-796
• 10 Mason H S, Ball J M, Shi J J. et al . Expression of Norwalk virus capsid protein in transgenic tobacco and potato and its oral immunogenicity in mice.  Proc Natl Acad Sci USA. 1996;  93 5335-5340
• 11 Mason H S, Haq T A, Clements J D. et al . Edible vaccine protects mice against Escherichia coli heat-labile enterotoxin (LT): potatoes expressing a synthetic LT-B gene.  Vaccine. 1998;  16 1336-1343
• 12 McCormick A A, Kumagai M H, Hanley K. et al . Rapid production of specific vaccines for lymphoma by expression of the tumor-derived single-chain Fv epitopes in tobacco plants.  Proc Natl Acad Sci USA. 1999;  96 703-708
• 13 McGarvey P B, Hammond J, Dienelt M M. et al . Expression of the rabies virus glycoprotein in transgenic tomatoes.  Biotechnology (NY). 1995;  13 1484-1487
• 14 Moradpour D, Blum H E. DNA Chip-Technologie.  Dtsch Med Wochenschr. 1999;  124 1395-1396
• 15 Richter L J, Thanavala Y, Arntzen C J, Mason H S. Production of hepatitis B surface antigen in transgenic plants for oral immunization.  Nat Biotechnol. 2000;  18 1167-1171
• 16 Schäffner G, Kabelitz D. Monoclonal antibody therapy.  Dtsch Med Wochenschr. 2001;  126 851-856
• 17 Schopfer P, Brennicke A. Pflanzenphysiologie. 5. Auflage, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York 1999
• 18 Tackaberry E S, Dudani A K, Prior F. et al . Development of biopharmaceuticals in plant expression systems: cloning, expression and immunological reactivity of human cytomegalovirus glycoprotein B (UL55) in seeds of transgenic tobacco.  Vaccine. 1999;  17 3020-3029
• 19 Thanavala Y, Yang Y F, Lyons P, Mason H S, Arntzen C. Immunogenicity of transgenic plant-derived hepatitis B surface antigen.  Proc Natl Acad Sci USA. 1995;  92 3358-3361
• 20 Vaquero C, Sack M, Chandler J. et al . Transient expression of a tumor-specific single-chain fragment and a chimeric antibody in tobacco leaves.  Proc Natl Acad Sci USA. 1999;  96 11 128-11 133