Medikamente aus Salat? Das könnte bald möglich sein. Ein Forschungsteam entwickelte ein pflanzliches Insulin, das den Insulinspiegel gut regulieren und dabei auch noch günstig sein soll. Lest hier mehr.
Die Produktion von Insulin ist seit etwa 50 Jahren mit einigen Risiken für den Patienten verbunden. Dennoch ist das Medikament für die schätzungsweise 537 Millionen Erwachsenen, die weltweit an Diabetes leben, lebensrettend und diese Zahl wird voraussichtlich noch steigen.
Jüngste klinische Studien zeigen, dass die Injektion mit Insulinpens dazu führen kann, dass das Insulin so schnell in den Blutkreislauf gelangt, dass eine Hypoglykämie, oder ein Absinken des Blutzuckerspiegels unter den gesunden Bereich, die Folge sein können. Automatisierte Insulinpumpen können Insulin präzise abgeben und dieses Risiko minimieren, sind aber teuer und nur für einen kleinen Teil der Diabetespatienten weltweit verfügbar.
Laut einer Studie unter der Leitung von Henry Daniell von der Penn’s School of Dental Medicine, die in der Fachzeitschrift Biomaterials veröffentlicht wurde, zeigt, dass eine pflanzliche, orale Verabreichung von Proinsulin diesen Nebenwirkungen entgegenwirken könnte.
Obwohl klinisches Insulin bereits seit mehreren Jahrzehnten verwendet wird, fehlt ihm eines der drei Peptide, die im natürlichen Insulin vorkommen. Das Labor von Daniell hat ein Insulin auf Pflanzenbasis entwickelt, das alle drei Peptide enthält und oral eingenommen werden kann. Die Stärke der pflanzlichen Zellwände schützt das Insulin vor den Säuren und Enzymen im Magen des Patienten, bevor es von den Darmmikroben abgebaut wird. Anschließend wird das freigesetzte Insulin über die Darm-Leber-Achse an die Leber abgegeben.
Anhand von diabetischen Mäusen fanden Daniell und sein Team heraus, dass ihr pflanzliches Insulin den Blutzucker innerhalb von 15 Minuten nach der Einnahme ähnlich reguliert wie das natürlich ausgeschüttete Insulin. Im Vergleich dazu kam es bei Mäusen, die mit herkömmlichen Insulininjektionen behandelt wurden, zu einem raschen Absinken des Blutzuckerspiegels, was zu einer vorübergehenden Hypoglykämie führte. „Das Risiko einer Hypoglykämie ist einer der größten Nachteile des derzeitigen Verabreichungssystems und kann sogar zu einem Koma führen. Unser Insulin […] wird direkt an die Leber abgegeben. Es funktioniert genau wie natürliches Insulin, wodurch das Risiko einer Hypoglykämie minimiert wird“, sagt Daniell.
Um pflanzliches Insulin zu produzieren, identifizierten die Wissenschaftler menschliche Insulin-Gene und benutzten dann eine „Genkanone“, wie Daniell es nennt, um die Gene durch die zähen Pflanzenzellwände zu schießen. Die Insulin-Gene werden dann in das Genom der Pflanze integriert, in diesem Fall in das Genom des Kopfsalats. Die entstandenen Samen behielten die Insulin-Gene dauerhaft bei und der anschließend gezüchtete Salat wurde gefriergetrocknet, gemahlen und gemäß den FDA-Richtlinien für die orale Verabreichung vorbereitet.
Dieses Verfahren unterscheidet sich erheblich von der herkömmlichen Insulinproduktion, bei der das Hormon in Bakterien- oder Hefezellen gezüchtet wird – ein teurer Prozess, der eine Reinigung und niedrige Temperaturen für Transport und Lagerung erfordert. Daniells Produktionsmethode macht eine teure, komplexe Laborausrüstung überflüssig und führt zu einem Produkt, das bei Raumtemperatur haltbar ist. Daniell: „Wir haben in den Nachrichten gesehen, dass Impfstoffdosen vernichtet wurden, weil einige Länder nicht über die Mittel für die Kühllagerung während des gesamten Prozesses verfügen. Das ist ein enormer Kostenfaktor. Mit unseren Methoden entfallen diese Kosten, weil wir wiederholt gezeigt haben, dass das Produkt haltbar ist.“
Für die Zukunft plant Daniell, pflanzliches Insulin an Hunden und Menschen zu testen. Für Menschen könnte die pflanzliche Verabreichung von Medikamenten die Behandlung von Diabetes und anderen Krankheiten drastisch verändern.
„Mit diesem Verabreichungssystem ändern wir das ganze Paradigma, nicht nur für Insulin“, sagt Daniell. „Ich bin in einem Entwicklungsland aufgewachsen und habe gesehen, wie Menschen starben, weil sie sich keine Medikamente oder Impfstoffe leisten konnten. Für mich sind Erschwinglichkeit und weltweiter Zugang zur Gesundheitsversorgung die Grundlage für meine Arbeit. Und in diesem Fall machen wir Insulin erschwinglicher und verbessern es gleichzeitig erheblich. Die Patienten können ein besseres Medikament zu geringeren Kosten erhalten.“
Dieser Artikel beruht auf einer Pressemitteilung der University of Pennsylvania. Die Originalpublikation haben wir euch hier und im Text verlinkt.
Bildquelle: Monika Grabkowska, unsplash
