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Im zweiten Teil unserer Beitragsreihe zu Nano- und Biotechnologie möchten wir mit einigen Irrtümern bezüglich der Biotechnologie aufräumen. Denn diese ist tatsächlich schon seit Jahrhunderten Teil unseres Alltags und gewinnt in der Medizin immer stärker an Bedeutung. Viele innovative Therapieansätze wären ohne biotechnologische Arzneimittel undenkbar. Trotzdem wissen viele Deutsche nicht genau, was sich hinter Biotechnologie verbirgt. Das möchten wir ändern und aufklären: Wir entschlüsseln die fünf gängigsten Mythen der Biotechnologie. Hätten Sie’s gewusst?

Auch dieser Beitrag ist entstanden in Zusammenarbeit mit der Amgen GmbH. Das Biotechnologieunternehmen mit Sitz in München unterstützt als Gründungspartner das Zentrum Neue Technologien und die Ausstellung Nano- und Biotechnologie.

Mythos 1: Biotechnologie ist eine neue Wissenschaft

Die moderne Biotechnologie beruht auf dem Wissen über die Struktur und Funktion der genetischen Information, der DNA, für deren Aufklärung die beiden Wissenschaftler James Watson und Francis Crick 1962 den Nobelpreis für Medizin erhielten. Doch die Methoden der Biotechnologie wurden bereits vor Tausenden von Jahren genutzt. Die älteste bekannte Anwendung ist die Herstellung von Brot und alkoholischen Getränken, wie Bier und Wein. Bei der zugrundeliegenden alkoholischen Gärung verarbeitet die zu den Pilzen gehörende Hefe Zucker zu Ethanol („Trinkalkohol“) und Kohlenstoffdioxid. Seit Jahrtausenden werden außerdem Milchsäurebakterien für die Herstellung von Sauerteig oder Sauermilchprodukten, wie Käse und Joghurt, genutzt. Übrigens sind auch biotechnologisch hergestellte Arzneimittel, sogenannte Biopharmazeutika, älter als man vermuten mag. Den Anfang machte Humaninsulin – es wurde erstmals 1982 in gentechnisch veränderten Bakterien hergestellt1.

Mythos 2: Bakterien bringen nur Krankheiten

Aktuell geht man davon aus, dass es zwischen zehn Millionen und einer Milliarde verschiedener Bakterienarten gibt.2 Nur ein Bruchteil von ihnen wurde bereits entdeckt und untersucht. Auch können nur sehr wenige der heute bekannten Bakterien Erkrankungen auslösen. Trotzdem werden Bakterien oft mit Krankheitserregern gleichgesetzt. Tatsächlich ist es aber so, dass unser Körper bestimmte Bakterien braucht, um zu überleben, beispielsweise im Darm oder auf unserer Haut. Heutzutage kann man Bakterien auch nutzen, um mittels biotechnologischer Methoden Bioethanol, Biokunststoff oder Enzyme für die Lebensmittel- und Textilindustrie herzustellen. Außerdem sind sie für die Herstellung von innovativen Arzneimitteln unabdingbar geworden. Man kann also festhalten, dass Bakterien nicht nur schaden, sondern auch nützen.

Mythos 3: Biopharmazeutika sind pflanzliche Arzneimittel

Die Bestandteile pflanzlicher Arzneimittel sind, wie der Name bereits verrät, ausschließlich pflanzlicher Herkunft. Es sind Substanzen, die von bestimmten Pflanzen natürlicherweise gebildet werden und eine gesundheitsfördernde Wirkung für den Menschen haben. Die meisten dieser sogenannten Phytopharmaka werden gegen Atemwegs- und Erkältungskrankheiten, Magen-Darm-Beschwerden oder zur Beruhigung eingesetzt. Biopharmazeutika hingegen sind nicht pflanzlichen Ursprungs. Sie sind entweder Kopien von Substanzen, die im menschlichen Körper vorkommen, oder wurden komplett neu entwickelt. Biopharmazeutika lassen sich in zahlreichen Zellen und Organismen produzieren, besonders gut eignen sich hierfür Bakterien. Dafür muss vorab lediglich die genetische Information, sozusagen der Bauplan für den Wirkstoff, in den „Produzenten“ eingebracht werden. Dies ist möglich, da fast alle Lebewesen auf der Erde den gleichen genetischen Code, die DNA, haben. Auf diesem Weg können sogar Pflanzen Biopharmazeutika produzieren. Phytopharmaka werden also von Pflanzen von Natur aus gebildet, Biopharmazeutika erst nachdem die genetische Information für den gewünschten Stoff in die Pflanze eingebracht wurde.

Mythos 4: Biotechnologinnen und Biotechnologen stellen künstliche Gelenke her

Die Biotechnologie beschäftigt sich mit der technischen Nutzung von Organismen, einzelner Zellen oder Proteinen. Ihre Verfahren und Methoden kommen in zahlreichen, mit unterschiedlichen Farben gekennzeichneten, Bereichen zum Einsatz. So findet die „grüne“ Biotechnologie Anwendung in der Krankheits- oder Schädlingsbekämpfung bei Pflanzen. Die Farbe Weiß steht für den Einsatz der Biotechnologie bei der Optimierung industrieller Prozesse. Bei der „blauen“ Biotechnologie steht die Untersuchung von Meereslebewesen im Fokus und die „graue“ Biotechnologie beschäftigt sich mit der Abfallentsorgung. Schließlich versteht man unter der „roten“ Biotechnologie ihre Anwendung bei der Entwicklung innovativer Arzneimittel, Gentherapien und diagnostischer Verfahren. Diese medizinische Biotechnologie basiert auf den biochemischen Reaktionen im Körper und grenzt sich dadurch klar von der Medizintechnik ab. Letztere beschreibt die Herstellung von Medizinprodukten, wie Implantaten, Prothesen, ärztlicher Instrumente, Röntgen- oder Ultraschallgeräte, deren Wirkung hauptsächlich durch physikalische Prozesse zu erklären ist. Auch die Forschung an und die Produktion von künstlichen Gelenken und Organen fällt in das Aufgabengebiet der Medizintechnikerinnen und -techniker. Eine Auswahl von Gelenkersatz können Sie bald in der neuen Dauerausstellung GESUNDHEIT sehen.

Mythos 5: Gentechnik ist schädlich

Die Gentechnik nutzt biotechnologische Methoden, um gezielt das Erbgut von Lebewesen zu verändern. Diese Tatsache weckt bei jedem vierten Deutschen erst einmal negative Assoziationen. Grund dafür könnte die oft nachteilige Berichterstattung über gentechnisch veränderte Pflanzen, z.B. Mais oder Soja, sein. Seit 1996 sind transgene Nutzpflanzen zugelassen und machen heute zwölf Prozent der weltweit landwirtschaftlich genutzten Fläche aus3. In Deutschland jedoch ist der Anbau gentechnisch veränderter Pflanzen verboten4. Trotzdem ist der Import erlaubt und aufgrund fehlender Kennzeichnungspflicht5 erfährt die Konsumentin oder der Konsument oft nicht, ob die Kuh, die ihre Milch gab, mit Gen-Soja aus Brasilien gefüttert wurde. Dies führt oft zu Verunsicherung. In der Medizin ist Gentechnik unverzichtbar und heute nicht mehr weg zu denken. Biopharmazeutische Arzneimittel etwa werden mit Hilfe von Gentechnik hergestellt. Durch sie können schwere Erkrankungen, wie Diabetes, Krebs oder Herz-Kreislauf-Erkrankungen, therapiert werden. Die Regenerationsmedizin nutzt die Gentechnik, um zerstörtes Gewebe zu ersetzen. Gentechnische Verfahren machen es zudem möglich, Erbkrankheiten schnell und zuverlässig zu diagnostizieren.  Auch bei der Entwicklung von Impfstoffen spielt Gentechnik eine wichtige Rolle. Sie ermöglicht hierbei eine gezielte Veränderung von Viren oder Bakterien. Damit können Forscherinnen und Forscher Impfstoffe für Erkrankungen entwickeln, für die es noch keine Immunisierungsmöglichkeiten gibt.

Referenzen

1. Williams, Daniel C., et al. "Cytoplasmic inclusion bodies in Escherichia coli producing biosynthetic human insulin proteins." Science 215.4533 (1982): 687-689.
2. Schloss, Patrick D., and Jo Handelsman. "Status of the microbial census." Microbiol. Mol. Biol. Rev. 68.4 (2004): 686-691.
3. Clive James: ISAAA Brief 51-2015: Executive Summary. ISAAA, 2015, abgerufen am 11. Mai 2020 (englisch).
4.https://www.bundesregierung.de/breg-de/aktuelles/lebensmittel-in-deutschland-grundsaetzlich-gentechnikfrei-348862, abgerufen am 13. August 2020
5. § 17b Absatz 3 Satz 1 GenTG

Muster der DNA-Fragment.

Autor/in

Christine Kolczewski

Christine Kolczewski leitet das Zentrum Neue Technologien (ZNT) und ist Kuratorin für Nano- und Biowissenschaften. Neben der Betreuung und Aktualisierung der Sammlung und Ausstellung zur Nano- und Biotechnologie gehört auch die Entwicklung und Planung von Veranstaltungen zum Thema Neue Technologien zu ihren Aufgaben. Außerdem leitet sie die Abteilung Ausstellungsprojekte Sonderausstellungen und ist Ansprechpartnerin für alle großen und kleinen Sonderausstellungen auf der Insel.

Ihr Tipp für einen Museumsbesuch: Die Abteilung Technisches Spielzeug – weil man zum Spielen und Entdecken nie zu alt ist.