Wollen Wissenschaftler mRNA-Impfstoffmoleküle in essbaren Pflanzen züchten?


Würden mehr Menschen bereit sein, sich impfen zu lassen, wenn sie Impfstoffe als Teil ihrer Ernährung zu sich nehmen könnten? Da Impfstoffe und insbesondere die Impfstoffaufnahme in den letzten anderthalb Jahren weltweit die Schlagzeilen beherrschten, befassen sich Forscher der Universität von Kalifornien-Riverside mit dieser Frage, indem sie neue Forschungsarbeiten zur Verabreichung von Impfstoffen durchführen.

Neue Forschungsarbeiten zur Verabreichung von Impfstoffen

Die COVID-19-Impfstoffe, insbesondere die Impfungen von Pfizer und Moderna, sind die ersten, die die Technologie der Boten-RNA (mRNA) nutzen. Sie funktionieren, indem sie Zellen des Immunsystems lehren, eine bestimmte Infektionskrankheit zu erkennen und anzugreifen.

Eines der Probleme mit mRNA-Impfstoffen besteht darin, dass sie bis zur Verwendung kühl gelagert werden müssen, da sie sonst an Stabilität verlieren. Wenn das UC-Riverside-Team erfolgreich ist, könnte die Öffentlichkeit mRNA-Impfstoffe auf pflanzlicher Basis zu sich nehmen, die bei Raumtemperatur gelagert werden können.

Mit einem Zuschuss von 500.000 Dollar von der National Science Foundation im Rücken hoffen die Forscher nun, drei Ziele zu erreichen.

DNA-haltige mRNA-Impfstoffe in Pflanzenzellen

Zunächst wird das Team versuchen, DNA-haltige mRNA-Impfstoffe erfolgreich in Pflanzenzellen einzubringen, damit sie sich vermehren können. Als nächstes wollen die Studienautoren zeigen, dass Pflanzen tatsächlich genug mRNA produzieren können, um eine herkömmliche Injektion zu ersetzen. Schließlich muss das Team noch die richtige Dosis bestimmen, die Menschen zu sich nehmen müssen, um Impfungen zu ersetzen.

„Im Idealfall würde eine einzige Pflanze genug mRNA produzieren, um eine einzige Person zu impfen“, sagt Juan Pablo Giraldo, außerordentlicher Professor am Fachbereich Botanik und Pflanzenwissenschaften der UCR, in einer Mitteilung der Universität.

„Wir testen diesen Ansatz mit Spinat und Kopfsalat und haben das langfristige Ziel, dass die Menschen ihn in ihren eigenen Gärten anbauen“, fügt Giraldo hinzu. „Landwirte könnten schließlich auch ganze Felder damit bepflanzen.“



Giraldo und ein Team von Wissenschaftlern der UC-San Diego und der Carnegie Mellon University sind der Meinung, dass Chloroplasten der Schlüssel zur Herstellung essbarer Impfstoffe sind. Chloroplasten sind kleine Organe in Pflanzenzellen, die mit Hilfe von Chlorophyll Sonnenlicht in Energie umwandeln.

„Sie sind winzige, solarbetriebene Fabriken, die Zucker und andere Moleküle produzieren, die das Wachstum der Pflanze ermöglichen“, erklärt Giraldo. „Sie sind auch eine ungenutzte Quelle für die Herstellung begehrter Moleküle.“

Genübertragung in Pflanzen

Studien haben bereits gezeigt, dass Chloroplasten Gene exprimieren können, die kein natürlicher Bestandteil der Pflanze sind, was bedeutet, dass sie potenziell zur Herstellung der für einen mRNA-Impfstoff erforderlichen Materialien verwendet werden könnten.

In der neuen Studie arbeitete Giraldo mit der Professorin Nicole Steinmetz von der UC-San Diego zusammen, um mithilfe der Nanotechnologie mehr genetisches Material in die Chloroplasten einzubringen.

„Unsere Idee ist es, natürlich vorkommende Nanopartikel, nämlich Pflanzenviren, für die Genübertragung in Pflanzen umzuwidmen“, sagt Steinmetz. „Wir müssen die Nanopartikel so verändern, dass sie in die Chloroplasten gelangen und für die Pflanzen nicht infektiös sind.“

„Einer der Gründe, warum ich angefangen habe, in der Nanotechnologie zu arbeiten, war, dass ich sie auf Pflanzen anwenden und neue technologische Lösungen schaffen wollte. Nicht nur für Lebensmittel, sondern auch für hochwertige Produkte wie Pharmazeutika“, fügt Giraldo hinzu.

Obwohl die Forschungsergebnisse dazu beitragen können, die Ängste von Menschen, die Nadeln hassen, zu zerstreuen, werden sie wohl kaum diejenigen beruhigen, die der neuen mRNA-Technologie, die in einigen Impfstoffen verwendet wird, misstrauisch gegenüberstehen.

Wir denken, es ist sicher, dass dies für einige einfach ein weiterer Grund sein wird, kein Gemüse zu essen…