Revolution in der Diabetes-Therapie: Forscher der University of Pennsylvania entwickeln orale Medikamente auf Salatbasis

Wissenschaftler der University of Pennsylvania haben einen wegweisenden Ansatz zur Synthese von GLP-1-Rezeptor-Agonisten vorgestellt. Diese Wirkstoffe sind für die Behandlung von Diabetes und Adipositas von zentraler Bedeutung, werden jedoch bisher meist als kostspielige Injektionspräparate wie Ozempic oder Wegovy verabreicht. Durch den Einsatz genetisch modifizierter Chloroplasten im Kopfsalat strebt das Forschungsteam danach, sowohl die hohen Herstellungskosten als auch die Hürde der regelmäßigen Spritzen zu überwinden.

Das Team unter der Leitung von Dr. Henry Daniell von der Penn School of Dental Medicine nutzt den Salat zur Biosynthese funktionaler GLP-1-Peptide, konkret Exenatid und Lixisenatid. Der entscheidende Vorteil dieses Verfahrens ist die natürliche Verkapselung der Peptide innerhalb der pflanzlichen Zellwände. Dieser Schutzmechanismus bewahrt die Wirkstoffe vor der aggressiven Umgebung des Magens, insbesondere vor Magensäure und Enzymen, was den Weg für eine effektive orale Verabreichung ebnet – ein Ziel, das in der Peptidmedizin lange als große Barriere galt.

Die pflanzliche Plattform nutzt den natürlichen Biosynthese-Apparat der Chloroplasten, um hochwirksame Substanzen mit hoher Effizienz zu produzieren. Dr. Daniell, W.D. Miller-Professor und Pionier der Chloroplasten-Gentechnik, betont, dass dieser Ansatz den Zugang zu lebensnotwendigen Medikamenten demokratisieren könnte. Patienten könnten ihre Medizin künftig metaphorisch als „Salatblatt“ erhalten, was die Akzeptanz der Therapie deutlich erhöhen dürfte.

Da native GLP-1-Peptide anstelle synthetischer Analoga verwendet werden, besteht zudem die Hoffnung, die Häufigkeit schwerer gastrointestinaler Nebenwirkungen zu senken, die bei herkömmlichen Präparaten oft auftreten. Herkömmliche Injektionen wie Ozempic und Wegovy sind mit monatlichen Kosten von 1.000 bis 1.300 US-Dollar ohne Versicherungsschutz für viele Menschen unerschwinglich. Besonders in Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen stellt dieser Preis eine unüberwindbare Barriere für die Gesundheitsversorgung dar.

Die aufwendige chemische Synthese und die notwendige Kühlkette für Transport und Lagerung tragen massiv zu den hohen Endkosten bei. Im Gegensatz dazu führen die Chloroplasten in den Salatzellen viele erforderliche posttranslationale Modifikationen auf natürliche Weise aus. Dies macht komplexe chemische Zwischenschritte überflüssig, verkürzt die Produktionszyklen und könnte die Gesamtausgaben für die Herstellung drastisch reduzieren.

Die Forschungsgruppe aus Philadelphia arbeitet derzeit intensiv an der Skalierung der Produktion dieses transgenen Salats, um den Weg für zukünftige klinische Studien zu bereiten. Dr. Daniell, Mitglied der American Association for the Advancement of Science (AAAS) und ausländisches Mitglied der Nationalen Akademie der Wissenschaften Italiens, verfügt über umfassende Expertise in der Entwicklung oraler Biopharmazeutika. Seine im Plant Biotechnology Journal veröffentlichten Arbeiten belegen, dass Darmbakterien in der Lage sind, die pflanzlichen Zellwände aufzuspalten und die therapeutischen Peptide freizusetzen. Da sein Labor bereits Erfahrung mit der Herstellung von oralem Insulin im Kilogramm-Maßstab hat, blickt das Team optimistisch auf die Skalierung des neuen Prozesses.