Biotechnologie in Gesundheit und Ern�hrung - Impulse f�rs Leben
Noch immer kann nur ein Bruchteil der bekannten Krankheiten therapiert werden. Entsprechend gro� ist das Potenzial f�r die rote Biotechnologie, also f�r den Einsatz von Biotechnologie in der Medizin. Mit ihrer Hilfe lassen sich diagnostische Verfahren entwickeln, Fortschritte in der regenerativen Medizin erzielen und Wirkstoffe gewinnen, die sonst nur in sehr geringer Menge oder unzureichender Reinheit herstellbar w�ren.
Medikamente
Viele biotechnologische Produkte sind schon seit L�ngerem auf dem Markt, beispielsweise Interferone f�r die Therapie von Hepatitis B und C oder Multipler Sklerose. Weitere bekannte Beispiele: Erythropoietin gegen Blutarmut sowie Insulin zur Behandlung von Diabetes. Dieser Wirkstoff ist ein nat�rliches Hormon der Bauchspeicheldr�se und wird heute in gentechnisch ver�nderten BakterienDie Bakterien sind mikroskopisch kleine einzellige Lebewesen, die keinen Zellkern besitzen und deshalb auch als Prokaryonten zusammengefasst werden. oder HefeHefen sind einzellige Pilze, die sich durch Sprossung oder Teilung (Spaltung) vermehren. Sie werden mittlerweile häufig in der Biotechnologie als Produzenten für bestimmte Eiweiße eingesetzt.n hergestellt. Dazu wurde das menschliche Insulin-Gen auf die Mikroorganismen �bertragen. Diese bilden ein Insulin, das mit dem aus der menschlichen Bauchspeicheldr�se identisch ist. Wollte man es ohne Hilfe der Biotechnologie produzieren, w�rden f�r die Jahresdosis von 100 000 Diabetikern die Bauchspeicheldr�sen von drei Millionen Rindern oder 14 Millionen Schweinen ben�tigt. Zudem birgt die Verwendung tierischen Materials in der Medizin die Gefahr einer �bertragung von Krankheiten. Biotechnologisch hergestelltes Humaninsulin ist wesentlich vertr�glicher und kann durch punktuelle Ver�nderung des Insulin-Gens in den produzierenden Mikroorganismen sogar in seiner Wirksamkeit gesteigert werden.
Allerdings k�nnen nicht alle Wirkstoffe von Mikroorganismen hergestellt werden, etwa weil sie einen Aufbau besitzen, f�r den in Mikroorganismen keine �Werkzeuge� existieren. Als Alternative bietet sich hier die Produktion in Tieren oder Pflanzen an. Seit 2006 ist beispielsweise ein blutgerinnungshemmender Wirkstoff, das Antithrombin, auf dem Markt, welcher aus der Milch gentechnisch ver�nderter � so genannter transgenGentechnisch veränderte Organismen, denen ein artfremdes Gen hinzugefügt wurde.er � Ziegen gewonnen wird.
Impfstoffe
Mit gentechnischen Methoden lassen sich nicht nur Medikamente, sondern auch Impfstoffe gegen Erreger herstellen, gegen die bislang kein Schutz bestand. Beispiel Geb�rmutterhalskrebs: Er ist vielfach auf das Humanpapilloma-VirusInfektiöses Partikel, das aus einer Proteinhülle besteht und entweder DNA oder RNA als Erbinformation enthält. Da Viren sich nicht selbstständig vermehren können, dringen sie in andere Organismen ein (infizieren sie) und programmieren deren Stoffwechsel zur Produktion von Virusbestandteilen um. Viren infizieren Zellen von Eukaryonten und Prokaryonten. (HPV) zur�ckzuf�hren. Jedes Jahr werden in Deutschland 6 500 Neuerkrankungen diagnostiziert, 2 400 Frauen sterben im gleichen Zeitraum an dieser Tumorart. Seit M�rz 2007 empfiehlt die st�ndige Impfkommission am Robert-Koch-Institut die Impfung gegen HPV f�r alle M�dchen von 12 bis 17 Jahren mit einem gentechnisch gewonnenen Impfstoff � dies ist das erste Mal, dass ein Impfstoff gezielt und erfolgreich zur Krebsverh�tung entwickelt wurde.
W�hrend Medikamente oft nur die Symptome lindern, setzt die GentherapieTherapeutisches Verfahren, mit dem gezielt Gene in Zellen eines Individuums eingeschleust werden, um Erbkrankheiten oder Gendefekte ursächlich zu behandeln. Bislang wurde noch keine Gentherapie als offizielles therapeutisches Verfahren zugelassen. bei den Ursachen der Erkrankung, n�mlich auf der Ebene des Erbmaterials an. Weltweit werden Forschungsarbeiten zur GentherapieTherapeutisches Verfahren, mit dem gezielt Gene in Zellen eines Individuums eingeschleust werden, um Erbkrankheiten oder Gendefekte ursächlich zu behandeln. Bislang wurde noch keine Gentherapie als offizielles therapeutisches Verfahren zugelassen. von K�rperzellen, der somatisch(griech. soma) „den Körper betreffend“ oder „zum Körper gehörig“en GentherapieTherapeutisches Verfahren, mit dem gezielt Gene in Zellen eines Individuums eingeschleust werden, um Erbkrankheiten oder Gendefekte ursächlich zu behandeln. Bislang wurde noch keine Gentherapie als offizielles therapeutisches Verfahren zugelassen., vorangetrieben (griechisch Soma = K�rper). Diese Form der Therapie f�hrt zu einer genetischen Ver�nderung der K�rperzellen, ist aber nicht vererbbar. Besonders im Bereich der Stoffwechselkrankheiten kn�pfen sich hieran gro�e Erwartungen. Diese Krankheiten beruhen zumeist darauf, dass k�rpereigene Substanzen wie EnzymeEnzyme sind Proteine, die als Katalysatoren bestimmte biochemische Reaktionen beschleunigen. Sie sind von zentraler Bedeutung für alle Stoffwechselvorgänge in einem Organismus und katalysieren z.B. den Fettabbau (Lipasen), spalten Stärke (Amylasen) und verdauen DNA (Nukleasen). in der falschen Menge oder fehlerhaft hergestellt werden. Deshalb versucht man, durch gezieltes Einbringen des korrekten genetischen Bauplans in die K�rperzellen, eine normale Produktion der jeweiligen Substanzen zu erreichen.
Diagnostik
Einen entscheidenden Beitrag leistet Biotechnologie ebenfalls in den Bereichen Diagnostik sowie biomedizinische Forschung, und zwar sowohl in der anwendungsbezogenen als auch der Grundlagenforschung. Gut ein Drittel aller Diagnostika und biomedizinischen Reagenzien wird biotechnologisch hergestellt � Tendenz steigend. An Bedeutung gewinnen dar�ber hinaus Verfahren, bei denen Krankheitserreger dadurch erkannt werden, dass man selbst geringste Spuren ihres Erbmaterials nachweist. Mithilfe gendiagnostischer Verfahren sind zudem weitere Fortschritte bei der Unterscheidung verschiedener Tumorarten als Grundlage f�r eine zielgerichtete Therapie zu erwarten. Angewandt wird ein solches Verfahren bereits bei einem Antik�rperAntikörper (Immunglobuline, Ig) sind spezielle Proteine, die von den B-Lymphozyten in Wirbeltieren in Reaktion auf Antigene gebildet werden. Antikörper bestehen aus zwei identischen schweren und zwei identischen leichten Aminosäureketten, die miteinander zu einer Y-ähnlichen Struktur verbunden sind. gegen Brustkrebs. Hierbei l�sst sich durch einen vorgeschalteten Test ermitteln, bei welchen Patientinnen dieser Antik�rperAntikörper (Immunglobuline, Ig) sind spezielle Proteine, die von den B-Lymphozyten in Wirbeltieren in Reaktion auf Antigene gebildet werden. Antikörper bestehen aus zwei identischen schweren und zwei identischen leichten Aminosäureketten, die miteinander zu einer Y-ähnlichen Struktur verbunden sind. wirksam sein sollte.
Regenerative Medizin
Ein Einsatzbereich mit gro�er Zukunft ist schlie�lich die regenerative Medizin. Ziel ist es, aus k�rpereigenen ZelleDie Zelle ist die kleinste Einheit eines Organismus. Lebewesen können aus einer einzigen Zelle (Einzeller) bestehen oder sind aus vielen verschiedenen hochspezialisierten Zellen (Vielzeller) aufgebaut.n des Patienten in der Kulturschale Gewebe zu z�chten (Tissue Engineering), um daraus wiederum ma�geschneiderte, vertr�gliche Implantate herstellen zu k�nnen. Bei Herzklappen, Gef��- und Knorpelgewebe konnte die Forschung beachtliche Fortschritte erzielen. Schon mit Erfolg praktiziert wird die Kultur und Vermehrung von StammzelleStammzellen sind noch nicht ausdifferenzierte Körperzellen mit der Fähigkeit zur unbegrenzten Zellteilung. Sie besitzen das Potential, sich in nahezu jede beliebige Gewebezelle oder Zelltyp mit der entsprechenden Funktion zu entwickeln. Man unterscheidet embryonale und adulte Stammzellen.n, zum Beispiel zur Therapie von Blutkrebs.
Ern�hrung
�ber die medizinische Behandlung und Vorsorge hinaus h�ngt gesundes Leben stark von der Ern�hrung ab. Lebensmittelzusatzstoffe wie etwa Vitamine werden bereits h�ufig mithilfe gentechnisch ver�nderter Mikroorganismen produziert. Viele dieser gesundheitsf�rdernden Zus�tze sind durch biotechnologische Verfahren �berhaupt erst f�r die Lebensmittelherstellung in ausreichender Menge verf�gbar. Experten sch�tzen, dass in den n�chsten Jahren der Anteil an solchen �funktionellen Lebensmitteln� weiter zunehmen wird. Sie sollen beispielsweise das Immunsystem st�rken oder gezielt dabei helfen, Mangelerscheinungen oder Alterserkrankungen vorzubeugen.
Auch EnzymeEnzyme sind Proteine, die als Katalysatoren bestimmte biochemische Reaktionen beschleunigen. Sie sind von zentraler Bedeutung für alle Stoffwechselvorgänge in einem Organismus und katalysieren z.B. den Fettabbau (Lipasen), spalten Stärke (Amylasen) und verdauen DNA (Nukleasen). unterst�tzen eine gesunde Ern�hrung, zum Beispiel Lactase, die Milchzucker (Lactose) in seine Bestandteile Glucose und Galactose spaltet. Viele Erwachsene vertragen keinen Milchzucker, da ihr Lactase-Gen nicht mehr aktiv ist. In Deutschland sind zwischen 15 und 25 Prozent der Bev�lkerung von dieser Laktoseunvertr�glichkeit betroffen. Zur Herstellung laktosefreier Milchprodukte wird den Nahrungsmitteln daher biotechnologisch produzierte Lactase zugesetzt.
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