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Tetrahydrocannabinol Cannabis-Wirkstoff erstmals biosynthetisch hergestellt

| Redakteur: Dr. Ilka Ottleben

Tetrahydrocannabinol (THC), der Wirkstoff der Cannabis-Pflanze, könnte in vielen medizinischen Bereichen Anwendung finden, jedoch ist der Anbau von Cannabis in Deutschland durch das Betäubungsmittelgesetz nahezu vollständig eingeschränkt. Prof. Oliver Kayser von der TU Dortmund gelang nun erstmals die heterologe Biosynthese von THC.

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Die Cannabis-Pflanze kann bis zu 25 Prozent Tetrahydrocannabinol (THC) enthalten.
Die Cannabis-Pflanze kann bis zu 25 Prozent Tetrahydrocannabinol (THC) enthalten.
( Bild: LKA Baden-Württemberg )

Dortmund – Ob in der Krebstheraphie, bei der Behandlung von Multipler Sklerose oder bei chronischen Schmerzen – Tetrahydrocannabinol (THC), der Wirkstoff der Cannabis-Pflanze, könnte mittlerweile in vielen medizinischen Bereichen Anwendung finden. Das Betäubungsmittelgesetz schränkt den Anbau von Cannabis in Deutschland jedoch auf gerade einmal 20 kg pro Jahr ein. Der tatsächliche Bedarf liegt bei über einer Tonne.

Heterologe Biosynthese von THC

Einen Ausweg aus diesem Dilemma bietet jetzt ein Verfahren, das Prof. Oliver Kayser vom Lehrstuhl Technische Biochemie der TU Dortmund entwickelt hat: Ihm ist erstmals die heterologe Biosynthese von THC gelungen. Während die klassische Synthese des Cannabis-Wirkstoffs extrem aufwändig und teuer ist, ist die von Prof. Kayser entwickelte Biosynthese außerhalb der Pflanze wirtschaftlich und vergleichsweise unaufwändig. Der Biochemiker und sein Team identifizierten hierfür die Gene, die in der Cannabispflanze für die THC-Bildung zuständig sind und isolierten diese. Anschließend übertrugen sie diese Gene in Mikroorganismen, die entsprechend vermehrt werden können, um dann im Bioreaktor THC zu produzieren. Das Ergebnis: reines THC als stark isolierter Stoff.

Synthese humaner Metabolite von Arzneistoffen

„Im Rahmen unserer Arbeiten wollen wir in der Zukunft ein Stück weiter gehen und die humanen Enzyme als Gene in die Mikroorganismen bringen, die bereits THC herstellen“, so Prof. Kayser. Durch diese genetische Erweiterung des bakteriellen Metabolisierungspotenzials sollen dann auch die Metaboliten produziert werden, die als Referenzstoffe in der forensischen Analytik bei Polizei und Justiz für den Nachweis von illegalem Haschischkonsum benötigt werden. Doch nicht nur für die Pharmazie bietet das von dem Dortmunder Biochemiker entwickelte Verfahren Vorteile. Die Synthese humaner Metabolite von Arzneistoffen ist auch eine echte Herausforderung für den Chemiker, da lebereigene Enzyme den Arzneistoff sehr gezielt und spezifisch umbauen. Diese chemische Veränderung ist im Labor nur mühsam und unter großen Kosten möglich. Durch den Einsatz von humanen Leberenzymen, den sogenannten Cytochromen, kann aber die Metabolisierung der Arzneistoffe genau so durchgeführt werden, wie wir es im Körper kennen.

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