Lexikon der Biologie



Antikörper



Antikörper aus Pflanzen:

Es ist möglich, funktionale monoklonale Antikörper (plantibodies, plabs, PLAKs) von transgenen Pflanzen (z. B. Tabak, Mais, Sojabohnen) synthetisieren zu lassen. Man geht dazu folgendermaßen vor: Isolierung der cDNAs für die Vorläuferformen der leichten und schweren Ketten des Antikörpers aus Hybridomzellen, Konstruktion zweier chimärer Immunglobulin-Gene durch Koppelung der cDNAs an pflanzenspezifische regulatorische DNA-Sequenzen (Promotoren); getrennter Einbau der beiden chimären Gene (chimäre DNA) in Ti-Plasmide und Einschleusung in verschiedene Pflanzenzellen mittels Agrobacterium (bei Dikotylen); Regeneration der transformierten Zellen (Transfektion) und sexuelle Kreuzung der adulten transgenen Pflanzen. Es zeigte sich, daß die Nachkommen dieser Kreuzung funktionelle Antikörper produzierten (bis zu 1% des löslichen Blattproteins). Alternativ zu diesem Vorgehen kann man jeweils pflanzenspezifische Signalsequenzen vor die Sequenz für die gereiften Formen der Antikörper setzen und beide Konstrukte, hintereinander geschaltet und jeweils unter Kontrolle eines pflanzenspezifischen Promotors, zur Expression bringen. Es erwies sich, daß hierfür die Signalpeptide (Transit-Sequenz) der Vorläuferformen unentbehrlich sind. Diese veranlassen die Translation der messenger-RNA am endoplasmatischen Reticulum (ER) und die Einschleusung ins ER-Lumen, wo unter Beteiligung von Chaperonen (Polypeptidketten bindende Proteine) die korrekte Zusammenlagerung der beiden Ketten erfolgt. Ein mögliches Anwendungsgebiet ist neben der Gewinnung der Antikörper für therapeutische Zwecke die Agrikultur (Antikörper gegen pflanzeneigene Metaboliten, Hormone, Proteine und gegen Herbizide, Pathotoxine, Viren). Mögliche einschränkende Probleme stellen die modifizierte Glykosylierung der Antikörper sowie die Tatsache, daß funktionelle Antikörper nur im ER gebildet werden können, dar. Abhilfe könnte hier die Konstruktion sog. single-chain antigen-binding proteins oder single chain fragments variable (scFv, rekombinante Antikörper) schaffen. Diese bestehen nur aus einer Proteinkette, und das Problem des korrekten Zusammenbaus im ER tritt nicht auf. Prinzipiell sind auch die Expression anderer Proteine in transgenen Pflanzen denkbar sowie die gewebe- und entwicklungsspezifische Steuerung der Expression durch geeignete Promotoren (z. B. Synthese nur in Samen, Früchten oder Knollen). Vorteile der Produktion rekombinanter Proteine in Pflanzen sind: a) hohe Ausbeute bei vergleichsweise niedrigen Produktionskosten, b) die Gefahr der Kontamination mit humanpathogenen Viren oder Bakterientoxinen, wie sie in der Hybridomkultur auftreten kann, ist in Pflanzen nicht möglich.





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