Point «Aktuelle Biotechnologie» Oktober 2024 (Nr. 268)

Medizin: Innovative Zelltherapie gegen Autoimmunkrankheiten

Bei Autoimmunkrankheiten richtet sich das Immunsystem gegen den eigenen Körper und kann so schwere Leiden auslösen. Eine Behandlung der Ursachen ist bisher kaum möglich, die Symptome können durch eine – zumeist lebenslange - Hemmung des Immunsystems reduziert werden. Ein chinesisches Forschungsteam beschreibt jetzt einen medizinischen Durchbruch bei der Behandlung von Autoimmunkrankheiten mit Hilfe der CAR-T Zelltherapie, die bereits bei der Behandlung von Krebserkrankungen grosse Erfolge feiert. Neu an ihrem Ansatz ist, dass sie hierfür T-Zellen eines gesunden Spenders entnehmen und so anpassen, dass sie für zahlreiche Patienten verwendet werden können. Bei drei Personen mit ernsten Autoimmunerkrankungen der Haut und der Muskeln, bei denen die herkömmliche Behandlung kaum noch anschlug, gingen die Symptome rasch nach der CAR-T Behandlung zurück und waren auch nach sechs Monaten nicht zurückgekehrt. Einer der Patienten, ein 57 Jahre alter Mann aus Shanghai mit einer krankhaften panzerartigen Verhärtung der Haut konnte bereits nach drei Tagen wieder seine Finger bewegen und den Mund öffnen, und zwei Wochen später zu seiner Büroarbeit zurückkehren. Die für die Behandlung von Autoimmunkrankheiten erstmals beschriebene Verwendung von Spenderzellen reduziert Aufwand und Kosten deutlich und könnte diese Art der Behandlung breiten Patientenkreisen zugänglich machen.   (mehr…)

Nachhaltigkeit: Nahrungsproduktion ohne Landverbrauch

Landwirtschaft und Lebensmittelproduktion sind verantwortlich für ein Drittel des globalen Treibhausgas-Ausstosses, und belasten die Biodiversität. Zugleich gelangt die Lebensmittelproduktion für die weiter wachsende Weltbevölkerung aufgrund schwindender Ressourcen an den Anschlag. Daher denken Forschende über radikale Modelle nach, um die Lebensmittelproduktion der Zukunft auf eine völlig neue Grundlage zu stellen und von dem Bedarf an Agrarflächen abzukoppeln. Ein Vorschlag hierzu ist die «Elektro-Landwirtschaft». Sie basiert auf dem Befund, dass die Umwandlung von Sonnenenergie in pflanzliche Biomasse durch die Photosynthese ein sehr ineffizienter Vorgang ist. Trotzdem stellt sie im Moment die Grundlage fast der gesamten Lebensmittelproduktion dar, entweder direkt für pflanzliche Produkte oder nach der Verwertung als Futtermittel für tierische Produkte. Es wäre wesentlich effizienter, durch Photovoltaik Strom zu erzeugen, mit der Energie durch chemische Elektrolyse Kohlendioxyd aus der Luft und Wasser in Essigsäure umzuwandeln, und diese als Energie- und Nährstoffquelle zur Produktion von Biomasse einzusetzen. Das könnte auf sehr geringem Raum durch Mikroorganismen oder speziell angepasste Pflanzen erfolgen. Die Autoren schätzen, dass so in den USA der Flächenbedarf der Landwirtschaft um 88 Prozent reduziert werden könnte. Dass solche Überlegungen nicht völlig «Science Fiction» sind, zeigt die wachsende Zahl von Unternehmen, die bei der Lebensmittelproduktion aus Luft-Bestandteilen aktiv sind. Ein erstes solches Produkt ist in Singapur bereits auf dem Markt.   (mehr…)

Ernährung: Gesündere und haltbarere Haferprodukte

Hafer liegt im Trend – im Müsli, in Gebäck, als Porridge oder in Hafermilch. Das Getreide ist reich an Nähr- und Ballaststoffen, ist wohlschmeckend und gilt als besonders gesund. Zudem enthält es im Vergleich zu anderen Getreiden mehr wertvolle Pflanzenöle als Energiespender. Kann man da noch etwas verbessern? Eine Gruppe von Forschenden aus Kanada und den USA streben an, die Ölzusammensetzung in Hafer weiter zu optimieren, indem sie den Gehalt an Fettsäuren mit nachteiligen Auswirkungen auf Gesundheit und Haltbarkeit der Produkte reduzieren, und dafür mehr hochwertige Fettsäuren produzieren. Da dies durch klassische Züchtung nur schwer zu erreichen ist, verwendeten sie den Ansatz des Stoffwechsel-Designs. Sie übertrugen im Labor drei Gene aus anderen Pflanzenarten in Hafer: ein Regulatorgen und den Bauplan für ein Enzym des Fettsäurestoffwechsels aus der Modellpflanze Ackerschmalwand (Arabidopsis), und ein Sesam-Gen, dass die Speicherung von Pflanzenölen in den Samen stimuliert. Tatsächlich stieg in den Samen der so erzeugten transgenen Pflanzen der Gehalt der als gesundheitsfördernd geltenden ungesättigten Ölsäure deutlich, auf bis zu 34 Prozent. Dafür sank der Gehalt an gesättigten Fettsäuren wie der Palmitinsäure, die in Zusammenhang mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen gebracht werden. Mehrfach ungesättigte Fettsäuren wie die Linolsäure, die durch Reaktion mit Luft-Sauerstoff schnell ranzig werden, gingen ebenfalls zurück. Unter dem Strich zeigt die Arbeit einen Ansatz, wie Haferpflanzen mit einem gesünderen und lagerfähigeren Fettsäureprofil erzeugt werden können – weitere Verbesserungen sollten auf diesen Grundlagen möglich sein.   (mehr…)

Neue Züchtungsverfahren: Schweizer Bevölkerung offen für Genomeditierung

Die Schweiz erarbeitet aktuell ein Spezialgesetz für neue Verfahren der Pflanzenzüchtung. Diese bieten grosse Chancen für eine nachhaltigere Landwirtschaft. Die bestehende Gesetzgebung hat mit dem wissenschaftlichen Fortschritt allerdings nicht Schritt gehalten und ist daher für die neuen Technologien wie die Genomeditierung nur noch eingeschränkt geeignet. Aber welche Regulierung wünscht sich die Schweizer Bevölkerung? Eine repräsentative Umfrage von gfs-bern im Auftrag des Informationsportals swiss-food.ch bringt hier Licht ins Dunkel. Noch sind die neuen Züchtungsverfahren und ihr Potenzial nicht breit bekannt. Eine grosse Mehrheit (86 Prozent) der Befragten findet Genom-Editierung nützlich, wenn damit der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln stark reduziert werden kann. Über 80 Prozent würde den Einsatz der Genomeditierung für den Schutz der regionalen Obst- und Gemüseproduktion und den Erhalt traditioneller Apfelsorten begrüssen. Aufgrund der Chancen der Technologie wendet sich eine grosse Mehrheit gegen generelle Verbote und findet es sinnvoll, die Chancen und Risiken im Einzelnen zu beurteilen (76 Prozent). Sofern sich genomeditierte Produkte nicht von herkömmlichen Produkten unterscheiden, sprechen sich 58 Prozent grundsätzlich für ihre Zulassung in der Schweiz aus – eine solide Mehrheit (86 Prozent) befürchtet Nachteile für die Schweizer Landwirtschaft, wenn die EU wie vorgesehen die Vorschriften für genomeditierte Pflanzen lockert und die Schweiz nicht mitzieht. Die meisten Befragten befürworten somit eine differenzierte Beurteilung und schrittweise Annäherung an die Technologie und möchten nicht, dass die Schweiz vom Ausland abgehängt wird. (mehr…)

Vollständige PDF Druckversion Point «Aktuelle Biotechnologie» Oktoberr 2024 (Nr. 268) mit Quellenangaben

Text und Redaktion: Jan Lucht, Leiter Biotechnologie (jan.lucht@scienceindustries.ch)