141 Bio- und Gentechnik Rote Gentechnik: neue Medikamente und Therapien? Gentechnik wird auch in der Medizin eingesetzt. Das bekannteste Beispiel ist Insulin. Früher wurde Insulin vornehmlich aus der Bauchspeicheldrüse von Schweinen gewonnen. Doch es war schwierig, auf diesem Wege die erforderlichen Mengen zu erhalten. Außerdem traten nach Einnahme dieses Insulins zuweilen unerwünschte Nebenwirkungen auf, v.a. Hypoglykämie (Unterzuckerung), lokalen Reaktionen an der Injektionsstelle, Sehstörungen zu Beginn der Therapie und anderen Überempfindlichkeitsreaktionen. Seit 1982 wird Insulin überwiegend biotechnologisch mit Hilfe gentechnisch veränderter Bakterien hergestellt. Dabei wird das menschliche Insulin-Gen zuerst isoliert und daraus mittels reverser Transkription cDNA hergestellt (kAbb. 19). Dieser Schritt ist nötig, da bakterielle DNA keine Introns hat. Daher fehlen Bakterien die Enzyme zum Spleißen (siehe S. 26). Würde das Original-Gen eingesetzt, könnten Bakterien nicht das gewünschte Protein herstellen. Die cDNA baut man anschließend in ein Plasmid ein, das nun wiederum von Bakterien aufgenommen wird. In Fermentern kultiviert produzieren die Bakterien dann in großem Maßstab menschliches Insulin (kAbb. 18). Abb.18: Kombination von Bio- und Gentechnik: Einer der ersten Fermenter, in denen Insulin in großem Maßstab aus gentechnisch veränderten Bakterien gewonnen wurde. Das Gen für Insulin wird in Plasmide eingesetzt, die von Bakterien aufgenommen werden; so produzieren diese Bakterien menschliches Insulin Ligase Ein Plasmid mit einem Markergen (zB für Antibiotikaresistenz) und einer Schnittstelle für das Restriktionsenzym (hier glatter Schnitt) dient als Genfähre. Die cDNA des gewünschten Gens aus der Spenderart wird hergestellt, vervielfältigt und in Plasmide transferiert. Der Gentransfer gelingt nur bei einigen Bakterienzellen, nur diese zeigen Antibiotikaresistenz und vermehren sich. Sie werden weiter vermehrt und bilden das gewünschte Genprodukt. Exon prämRNA DNA reife mRNA cDNA (ohne Introns) Exon Exon Intron Intron Transkription reverse Transkription DNA-Kopien mittels PCR Spleißen Restriktion und Ligation der DNA Übertragung auf Bakterienzelle Bakterienkultur Bakterienkolonie Bakterienzelle mit Plasmid menschliche Zelle mit Spender-DNA zB für Insulin Markergen transgene Bakterien, zB mit dem Gen für menschliches Insulin Kulturmedium mit Antibiotikum Abb.19: Transgene Organismen in der Arzneimittelproduktion (hier: Insulin). Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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