UNSERE GENE

10 Lesen Sie mehr auf gesunder-koerper.info FOTO: SHUTTERSTOCK_1891405807 Stärken und Zukunft des deutschen Biotechnologie-Standorts Text Dr. Viola Bronsema Dr. Viola Bronsema Geschäftsführerin des Biotechnologie- Branchenverbands BIO Deutschland e. V. FOTO: CAROLINE PITZKE Nicht erst seit dem Ausbruch der Pandemie ist die gesundheitsrelevante, also medizinische Biotechnologie in Deutschland sehr gut aufgestellt. Geforscht und entwickelt wird in erstklassigen Universitäten, beispielsweise der weltweit renommierten Charité oder der Technischen Universität München, und Forschungseinrichtungen, wie den Helmholtz- und Max-Planck-Instituten, und natürlich in Unternehmen. Rund zwei Drittel der deutschen Biotechnologie-Unternehmen haben sich der medizinischen Biotechnologie verschrieben. Sie forschen z. B. an Therapien gegen Krebs, Alzheimer oder Autoimmunkrankheiten wie Rheuma. Ein großer Hoffnungsträger sind die sogenannten Arzneimittel für neuartige Therapien (engl. Advanced Therapy Medicinal Products, ATMP). Dazu werden Gen- und Zelltherapien gerechnet sowie Gewebeprodukte. Sie haben das Potenzial, bisher nicht oder schwer therapierbare Erkrankungen zu lindern oder sogar zu heilen. Etliche deutsche Unternehmen entwickeln ATMP, beispielsweise zur Bekämpfung von Krebs oder Erbkrankheiten, wie der Bluterkrankheit. Auch in der Impfstoff- und Diagnostikaentwicklung sind deutsche Unternehmen stark. Das hat die Pandemie gerade sehr eindrücklich gezeigt. Rund ein Viertel unserer Biotechnologie-Unternehmen verdienen ihr Geld zudem mit Dienstleistungen rund um Forschung und Entwicklung in der Medizin. Als Produktionsstandort für biotechnologische Arzneimittel, sogenannte Biopharmazeutika, war Deutschland sogar lange Zeit nach den USA Nummer zwei in der Welt, wurde aber mittlerweile von Südkorea, Irland und der Schweiz auf Platz fünf verwiesen. Neben den typischen Biotechnologie-Unternehmen, die häufig als Ausgründungen aus Universitäten beginnen, gibt es in Deutschland außerdem Pharma-Unternehmen, die auch biotechnologisch forschen und produzieren. So ist die Bruttowertschöpfung in der medizinischen Biotechnologie insgesamt in Deutschland 2021 um 12,5 Prozent auf 10,2 Milliarden Euro gestiegen und hat damit ein neues Allzeithoch erreicht. Auch die Entwicklung bei der Zahl der Erwerbstätigen ist positiv. Rund 68.000 Fachkräfte arbeiten in diesem Sektor, was 6,7 Prozent der Arbeitsplätze in der industriellen Gesundheitswirtschaft entspricht. Der Biotechnologie-Standort Deutschland hat in der Pandemie zweifelsohne gezeigt, was er leisten kann. In Windeseile wurde ein Impfstoff entwickelt und sogar ein Produktionswerk dafür an den Start gebracht. Diese globale Ausnahmesituation hat aber der Gesellschaft auch vor Augen geführt, wie wichtig funktionierende Lieferketten und technologische Souveränität sind. Biotech-Therapien haben das Potenzial, die großen gesundheitlichen Herausforderungen unserer Zeit, wie Krebs, Demenz, Diabetes und vieles mehr, zu bewältigen. Um einen starken, unabhängigen Biotech-Standort zu erhalten, muss Deutschland allerdings nachbessern. Denn großartige Forschung alleine reicht nicht aus, um die Boombranche der medizinischen Biotechnologie zu fördern, nachhaltig im Land anzusiedeln und zum Wohl der Gesellschaft zu nutzen. Wir müssen auch die Rahmenbedingungen so gestalten, dass Forschungsergebnisse schnell in die Anwendung kommen, Unternehmen wachsen können und am Standort bleiben. Dann hat Deutschland auch die Chance, zu einem international führenden Biotechnologie-Standort zu werden, wie es im Koalitionsvertrag der Ampelregierung zu lesen steht. Rund ein Viertel unserer Biotechnologie- Unternehmen verdienen ihr Geld mit Dienstleistungen rund um Forschung und Entwicklung in der Medizin.

Lesen Sie mehr auf gesunder-koerper.info 11 Das Prinzip der RNA-Interferenz Die natürliche RNA-Interferenz, auch RNAi genannt, bezeichnet einen Prozess, welcher verhindert, dass eine mRNA in ein Protein übersetzt wird. Dieser seit Urzeiten bestehende, also hochkonservierte Prozess, dient einerseits der Abwehr von Viren und andererseits der Kontrolle der Genexpression. Er tritt bei Lebensformen zutage, deren Zellen einen Zellkern besitzen – Pilze, Pflanzen, Tiere und Menschen. Text Miriam Rauh Viren erobern eine Zelle, indem sie ihre Erbsubstanz in die Zelle einschleusen und deren Apparate zur Herstellung von mRNA und im Weiteren zu Proteinen nutzen. Die verschiedenen Virusproteine finden dann zusammen und werden als neue Viren freigesetzt. Die RNA-Interferenz kann während dieses Prozesses die virale einzelsträngige RNA der Viren erkennen und beginnt damit, die virale RNA zu zerstören, da einzelsträngige RNA nur dann in der Zelle vorliegen sollte, wenn sie von ihr selbst produziert wurde. Vielversprechende Behandlungsmöglichkeiten Diese natürliche Abwehr kann auch künstlich erzeugt werden. Passend zu einer bestimmten mRNA, die für ein Protein kodiert, dessen Produktion man verhindern möchte, werden künstlich erzeugte sehr kurze RNA- Stücke (siRNA) in eine Zelle eingeschleust. Dort läuft daraufhin die RNA-Interferenz ab. Die Translation des Ziel-Proteins wird verhindert, weil die „Bauanleitung“, die mRNA, zerstört wird. Mithilfe dieser Technik lassen sich nicht nur Viren unschädlich machen, es können auch bestimmte potenziell krankmachende Gene ausgeschaltet werden. Darüber hinaus eröffnet das Prinzip der RNA-Interferenz auch vielversprechende neue Möglichkeiten in der Behandlung von Krebs. Große Bedeutung für Wissenschaft und Praxis Etliche Milliarden Euro wurden von der Pharma- und Biotech-Industrie in den letzten Jahren in die vergleichsweise neue Technologie der RNAi investiert. Entsprechend hoch sind die Erwartungen. Seit 1998 hat sich das RNAi-Prinzip weltweit in kurzer Zeit als Hilfsmittel etabliert, um die Genexpression zu unterdrücken. Die große Bedeutung des Themas für die Wissenschaft wird auch durch den Nobelpreis unterstrichen, der den beiden Entdeckern der RNAi, Andrew Fire und Craig Mello, im Jahr 2006 im Bereich Physiologie oder Medizin verliehen wurde. Dabei geht es nicht allein um den Nutzen der Technologie für die Forschung. Tatsächlich spiegelt diese nur einen kleinen Teil des gesamten Potenzials wider. Man sieht in dieser Technik die Basis für eine neue Medikamentenklasse, die eine Behandlung vielfältiger Erkrankungen ermöglichen kann. Der große Vorteil des Prinzips der RNA-Interferenz ist, dass sich mit ihr alle Proteine adressieren lassen, was beispielsweise Wirkstoffe aus der Gruppe der kleinen Moleküle so nicht leisten können. Während also eine große Zahl therapeutisch interessanter Proteine für die bisherigen Medikamentengruppen unerreichbar ist, bietet die RNAi die Möglichkeit, theoretisch jedes beliebige Protein still zu legen. Krankheiten effektiv bekämpfen Mit synthetisch hergestellten, kurzen doppelsträngigen RNAs, den siRNAs, wird im Zellinneren ein enzymatischer Mechanismus angestoßen, der zum spezifischen Abbau der gewünschten mRNA führt. Die RNAi greift also bereits auf der Ebene der mRNA in die Genexpression ein, sodass die Wirkung an der „Quelle des Übels“ erfolgt und so die Ursache behandelt werden kann anstatt zu versuchen, den entstandenen Schaden zu beheben. Krankheitsverursachende Proteine werden also gar nicht erst gebildet – ein weiterer Vorteil der RNAi-Technologie. Hinzu kommt, dass die Zeiträume, die zur Identifizierung des „Lead“-Moleküls benötigt werden, bei der RNAi mit drei bis vier Monaten im Vergleich zu anderen Medikamentengruppen deutlich kürzer sind. Bei herkömmlichen Medikamenten betragen diese oft mehrere Jahre. Ein großer und beruhigender Vorteil der RNAi-Technologie ist zudem, dass sie im Cytosol stattfindet und nicht im Zellkern. Das Erbgut wird dabei nicht beeinflusst. Man zerstört sozusagen lediglich die Kopien der Baupläne für Proteine. RNA mRNA siRNA Cytosol Glossar FOTO: SHUTTERSTOCK_1227791578 Ribonukleinsäure (RNS) messenger RNA; einzelsträngige RNA, die genetische Information für den Aufbau eines bestimmten Proteins in einer Zelle überträgt small interfering RNA; kleine doppelsträngige RNA flüssiges Zellmedium, welches sich außerhalb des Zellkerns befindet Dieser Artikel ist in Zusammenarbeit mit der Alnylam Germany GmbH entstanden. Interview mit Dr. Martin Maier Text Michaela Müller Dr. Martin Maier Senior Vice President Research, Oncology, Alnylam Inc. NP-DEU-00036 11.2022 Welche Rolle spielt Alnylam in der Entwicklung der RNAi-Technologie? Alnylam hat die mit dem Nobelpreis ausgezeichnete Entdeckung des RNAi- Mechanismus in die Praxis transferiert und eine innovative, völlig neue Medikamentenklasse auf den Markt gebracht. Dabei spielte die Entwicklung geeigneter Transportsysteme eine Schlüsselrolle. Diese ermöglichen es, die sensible siRNA an den Wirkungsort zu bringen. Zusammen mit Kooperationspartnern in Industrie und Forschung gelang es uns, Lipid-Nanopartikel (LNPs) herzustellen, welche die siRNAs einkapseln und sicher im Zellinneren des Zielgewebes abliefern. Die zweite Methode, die von Alnylam entwickelt wurde, um siRNAs in ein Gewebe einzuschleusen, basiert auf der sogenannten Konjugat-Technologie. Dabei werden bestimmte Moleküle, sogenannte Liganden, an die siRNA angehängt. Die Liganden können nach dem „Schloss und Schlüssel“-Prinzip an einen Rezeptor der Zielzelle binden und damit die siRNA in die Zelle einschleusen. Unter Verwendung von N- Acetylgalactosamin(GalNAc)-Liganden wurde dieses Prinzip zunächst für den gezielten Transport von siRNA in Leberzellen entwickelt. Und mittlerweile sind wir dabei, die Technologie auf andere Zielgewebe auszuweiten und Liganden für das zentrale Nervensystem (ZNS) und das Auge zu entwickeln. Welche Mission verfolgt das Unternehmen für die nächsten zehn Jahre und wo sehen Sie die Zukunft der RNAi-Technologie? Seit der Firmengründung im Jahr 2002 hat Alnylam eine Mission: Wir wollen eine unabhängige biotherapeutische Firma sein, die richtungsändernde Therapiemöglichkeiten für Patienten mit schweren oder ungenügend behandelten Krankheiten entwickelt. Das ist uns mit den ersten Medikamenten für die hereditäre ATTR-Amyloidose mit Polyneuropathie, die akute hepa- tische Porphyrie (AHP) und die primäre Hyperoxalurie Typ 1 (PH1) bereits erfolgreich gelungen. Dank einer Plattformtechnologie, die im Prinzip für die große Mehrzahl an Erkrankungen mit genetischer Ursache eingesetzt werden kann, wird die Herausforderung der nächsten zehn Jahre sein, diese revolutionäre Technologie für neue, breitere Anwendungsbereiche, wie beispielsweise Stoffwechselerkrankungen sowie zentralnervöse Krankheiten oder Krebserkrankungen, verfügbar zu machen. Dies erfordert unter anderem eine kontinuierliche und intensive Investition in Forschung und Entwicklung, die Entwicklung neuer Systeme für den Transport der Wirkstoffe außerhalb der Leber und die Weiterentwicklung der Prozesse zur Herstellung der komplizierten Moleküle in größerem Maßstab als bisher möglich. Da wir mit der RNAi-Technologie auf die mRNA-Transkripte unseres gesamten Genoms eingreifen können, sehe ich ein enormes Entwicklungspotenzial für die Zukunft.