Durchbruch: Medikament zur Gewichtsabnahme aus hochgiftiger Pflanze kann jetzt in Hefe hergestellt werden
Von “Seven Steps to Death” zu einem möglichen Mittel gegen Fettleibigkeit
In China wird Kindern beigebracht, sich von dieser Pflanze fernzuhalten. Die Donnergott-Ranke, die in China den Spitznamen “Seven Steps to Death” trägt, ist so giftig, dass ein Mensch nur wenige Schritte nach dem Verzehr den Tod riskiert.
Celastrol wird aus der Wurzel der traditionellen Heilpflanze Tripterygium wilfordii gewonnen.
Nikolaj Hansen
Doch trotz ihrer Tödlichkeit verbirgt die Donnergott-Ranke(Tripterygium wilfordii) auch etwas sehr Nützliches für uns Menschen. In ihren Wurzeln produziert die Pflanze die Verbindung Celastrol, einen chemischen Wirkstoff, der stark gegen Fettleibigkeit wirkt.
Experimente mit Mäusen, die eine fettreiche Diät erhielten, haben gezeigt, dass die Mäuse, denen Celastrol verabreicht wurde, 45 % weniger Gewicht zulegten als die Kontrollgruppe. Experimente mit menschlichen Zellen haben ähnliche Auswirkungen gezeigt.
Die Wirkung ist darauf zurückzuführen, dass Celastrol die Empfindlichkeit des Körpers für Leptin reaktiviert, ein Hormon, gegen das übergewichtige Menschen resistent werden. Leptin ist eines der Hormone, die den Körper veranlassen, mehr Kalorien zu verbrennen und damit das Gewicht zu regulieren.
Wie kommt man an die "gute" Substanz heran, ohne die üblicherweise damit einhergehende Toxizität? Das ist hier die Frage.
"Aus offensichtlichen Gründen kann eine Person nicht einfach die Pflanze essen und von der Droge profitieren. Was tun wir also? Das Problem bei der Extraktion von Celastrol aus der natürlichen Quelle ist, dass es sehr schwierig ist, es von den anderen giftigen Molekülen zu trennen, die in der Pflanze enthalten sind. Bisher gab es keine wirksame Methode, um dies zu erreichen", sagt Sotirios Kampranis, Professor am Institut für Pflanzen- und Umweltwissenschaften.
Hefe als 'Leihmutter'
Das Forscherteam des Departements für Pflanzen- und Umweltwissenschaften suchte nach einer Möglichkeit, die Substanz biotechnologisch herzustellen. Unter der Leitung von Assistenzprofessor Yong Zhao gelang es den Forschern erstmals, den Stoffwechselweg mit allen 15 biochemischen Schritten zu kartieren, die die Pflanze bei der Bildung von Celastrol durchläuft. Diese Schritte sind wichtig, um die Substanz biosynthetisch nachzubilden.
"Wir haben herausgefunden, wie die Pflanze Celastrol bildet, indem wir alle Schritte im Herstellungsprozess gefunden haben. Das bedeutet, dass wir die Gene und Enzyme, aus denen die Substanz besteht, in einen anderen Organismus einbauen könnten, der keine giftigen Stoffe produziert. Und genau das haben wir mit Hefe gemacht", sagt Yong Zhao.
Die Forscher konnten synthetisches Celastrol in einem Tank mit gewöhnlicher Hefe herstellen, die als Wirtsorganismus diente, in dem die Substanz produziert wurde.
"Stellen Sie sich vor, Sie brauchen das Celastrol-Molekül nur mit Haushaltszucker zu füttern, und so erhalten Sie eine Verbindung, die fast in reiner Form vorliegt, ohne die giftigen Verbindungen, die sonst in der Natur vorkommen. Der Prozess ist einfach und effektiv - es dauert nur etwa eine Woche, um das Endprodukt zu erhalten. Und es kommt ohne die giftigen Lösungsmittel oder Katalysatoren aus, die normalerweise bei chemischen Synthesen verwendet werden. Ich glaube, dass es hier ein riesiges Potenzial gibt", sagt Sotirios Kampranis.
Die grünste - und einzige - Methode
Heute werden die meisten Arzneimittel durch Synthese auf der Grundlage von Erdöl-basierten Petrochemikalien hergestellt. Und die traditionellen Wege der Entwicklung synthetischer Arzneimittel sind eigentlich gar keine Option, wie Yong Zhao erklärt:
"Da das Celastrol-Molekül so komplex ist, gibt es derzeit nur sehr ineffiziente chemische Synthesemethoden, die für eine großtechnische Produktion nicht geeignet sind. Unsere Methode ist also nicht nur eine grüne Methode - sie ist auch die einzige echte Methode, die es gibt."
Die Forscher weisen darauf hin, dass Hefe in der Biotech-Industrie weit verbreitet ist und man dort das nötige Know-how und die Infrastruktur vorfindet, um Celastrol in großem Maßstab zu produzieren.
"Das ist genau der Grund, warum wir uns für die Hefe als Organismus entschieden haben. Während Akademiker die Technologie entwickeln, ist es wichtig, dass sie in einer Form vorliegt, die für die Industrie nützlich ist, wo die Technologie weiterentwickelt werden kann, um Produkte herzustellen, die uns allen helfen können", sagt Sotirios Kampranis.
Der nächste Schritt besteht darin, das Potenzial des Medikaments zur Behandlung von Fettleibigkeit beim Menschen genauer zu untersuchen. Die Forscher stellen die Hypothese auf, dass eine mögliche Behandlung entweder mit Celastrol allein oder in Kombination mit anderen Therapien durchgeführt werden kann.
"Man kann sich zum Beispiel eine Behandlung vorstellen, bei der Celastrol mit anderen Medikamenten gegen Fettleibigkeit kombiniert wird, um eine stärkere Wirkung zu erzielen. Denn je mehr Ziele im Körper getroffen werden, desto besser. In der Tat sieht man oft einen synergistischen Effekt, wenn mehrere Wirkstoffe gleichzeitig im Spiel sind. Aber hier muss natürlich die Pharmaindustrie einspringen", sagt Yong Zhao.
Die Universität Kopenhagen hat die Erfindung zum Patent angemeldet und führt derzeit Gespräche mit potenziellen Partnern über die Kommerzialisierung der Methode.
Hinweis: Dieser Artikel wurde mit einem Computersystem ohne menschlichen Eingriff übersetzt. LUMITOS bietet diese automatischen Übersetzungen an, um eine größere Bandbreite an aktuellen Nachrichten zu präsentieren. Da dieser Artikel mit automatischer Übersetzung übersetzt wurde, ist es möglich, dass er Fehler im Vokabular, in der Syntax oder in der Grammatik enthält. Den ursprünglichen Artikel in Englisch finden Sie hier.
Originalveröffentlichung
Weitere News aus dem Ressort Wissenschaft
Holen Sie sich die Life-Science-Branche in Ihren Posteingang
Ab sofort nichts mehr verpassen: Unser Newsletter für Biotechnologie, Pharma und Life Sciences bringt Sie jeden Dienstag und Donnerstag auf den neuesten Stand. Aktuelle Branchen-News, Produkt-Highlights und Innovationen - kompakt und verständlich in Ihrem Posteingang. Von uns recherchiert, damit Sie es nicht tun müssen.
