12 April 2019

Gentechnisch modifiziertes Tequila-Bakterium produziert Cannabiswirkstoffe aus Zucker: Farmako meldet weltweites Patent an

Unternehmen kann zukünftig die gesamte Palette verschiedener Cannabinoide für standardisierte Medikamente herstellen

  • Standardisierter Prozess für Herstellung von Cannabinoiden
  • Erstmalige Produktion von Cannabinoiden durch Biosynthese ohne Einsatz von Hefe
  • Produktionskosten sinken auf ein Tausendstel der bisherigen Kosten

Das Frankfurter Pharmaunternehmen ​Farmako​ hat im Februar 2019 ein weltweites Patent für einen neuartigen Mikroorganismus zur Erzeugung von Cannabinoiden aus Zucker durch Biosynthese beim Europäischen Patentamt angemeldet. Bis dato werden für medizinische Zwecke noch immer Cannabis-Pflanzen angebaut und natürliche Blüten oder Öle verschrieben. Entsprechend teuer sind Cannabis-Medikamente. Zuletzt waren Engpässe so groß, dass Patienten ihre verschriebenen Medikamente nicht erhalten konnten. Außerdem sind Blüten nur sehr schwer zu standardisieren und zu dosieren. Der neue Syntheseorganismus hat erhebliche Vorteile gegenüber anderen biosynthetischen Herstellungsverfahren von Cannabinoiden, die beispielsweise auf Hefepilzen basieren.

Farmako kann zukünftig die gesamte Palette verschiedener Cannabinoide für standardisierte Medikamente herstellen. Für Patienten verspricht dies nicht nur Versorgungssicherheit, sondern auch deutlich niedrigere Preise: Aktuelle Produktionskosten werden vor allem durch Zucht und Anbau in die Höhe getrieben.

Vergleichsweise kostet ein Kilogramm THC durch Farmakos biosynthetischen Prozess in der Produktion rund ein Tausendstel weniger. Im Gegensatz zu weiteren Unternehmen und Wissenschaftlern verwendet Farmako erstmalig keine Hefezellen. Stattdessen wurde das Bakterium ​Zymomonas mobilis,​ auch eingesetzt für die Herstellung von Tequila, gentechnisch so modifiziert, dass es neben CBD und THC im Rahmen einer kontinuierlichen Synthese ebenfalls 180 Cannabinoide herstellen kann.

Die Pharmaindustrie und Cannabis rücken damit noch enger zusammen. „Ein x-beliebiges Cannabinoid synthetisch und unheimlich effizient herstellen zu können, ist der Durchbruch für Cannabis in der Medizin”, sagt Niklas Kouparanis, Geschäftsführer und Gründer von Farmako. „Unser Patent wird die Pharmaindustrie in Sachen Cannabis ähnlich revolutionieren wie die erstmalige Biosynthese von Insulin. Die Cannabisindustrie steht damit vor so rasanten Umbrüchen, wie sie beispielsweise Netflix in der Entertainment-Branche hervorgerufen hat.”

„Mit einem Produktionsdurchlauf können wir 900 Stunden ohne Unterbrechung Cannabinoide produzieren. In dieser Zeit entstehen beispielsweise 4,5 Kilogramm THC pro Gramm Bakterienmasse”, erklärt Patrick Schmitt, Mitgründer von Farmako und Chief Science Officer (CSO) des Unternehmens. Der Molekularbiologe modifizierte das Bakterium ​Zymomonas mobilis,​ ​​indem er Gene aus dem Malariaerreger bestimmten Bakterien sowie der Cannabispflanze einbrachte. Zudem nutzte er eine Art Genschere, um bestimmte Gene, die eigentlich für die Alkoholproduktion verantwortlich sind, aus dem Erbgut des Bakteriums zu entfernen. Das so künstlich erzeugte Bakterium mit dem Namen​ Zymomonas cannabinoidis® ist nun in der Lage, Cannabinoide aus Traubenzucker herzustellen. Schmitt war insgesamt an 500 am Markt erhältlichen Produkten sowie etlichen Patentierungen von Arzneimitteln beteiligt.

„Als forschendes Pharmaunternehmen sorgen wir dafür, dass die vielen bislang noch unbekannten Möglichkeiten von Cannabinoiden endlich im Wohle der Patienten empirisch erkundet und in der Praxis eingesetzt werden. Mit dieser Patentanmeldung befinden wir uns weltweit in einer einzigartigen Position”, sagt Niklas Kouparanis, Geschäftsführer und Gründer von Farmako.

„Im Prinzip passiert bei der Biosynthese nichts anderes als bei der Alkoholgärung, mit dem Unterschied, dass als Endprodukte Cannabinoide statt Alkohol entstehen. Dafür brauchen wir als Ausgangsbasis lediglich Traubenzucker”, so Schmitt. Um von den über 180 bekannten Cannabinoiden exakt das gewünschte herzustellen, muss fortan nur ein einziges Gen ausgetauscht werde. „Ein prokaryotischer Syntheseorganismus wie ​Zymomonas cannabinoidis®​ ist viel wirtschaftlicher für die Produktion von Cannabinoiden zu nutzen als ein eukaryotischer Organismus wie Bierhefe”, erklärt Schmitt.

„Spitzenposition bei der Herstellung von Cannabinoiden und Fertigarzneimittel auf Cannabinoid-Basis”

In Deutschland ist pharmazeutisches Cannabis seit 2017 legal. Auch weitere europäische Länder wie Dänemark, Luxemburg oder Großbritannien haben den Einsatz für medizinische Zwecke legalisiert. In Kanada ist der Markt innerhalb von drei Jahren von 170 Millionen auf 30 Milliarden Euro gewachsen. Die Unternehmensberater von Prohibition Partners erwarten, dass der europäische Markt 2028 58 Milliarden Euro wert sein wird. Bislang erhalten Patienten natürlich gewonnene Cannabisblüten oder Öle der Cannabispflanze. Zuletzt kam es immer wieder zu Engpässen, so dass viele Patienten nicht an die verordneten Medikamente für ihre Therapien gelangen konnten. Zudem treibt die Knappheit an verfügbaren Cannabisblüten die Preise für die Patienten in die Höhe. Im Vergleich zu natürlichen Blüten ist die Herstellung von Cannabinoiden durch Biosynthese deutlich kosteneffizienter.

„Der neue Syntheseorganismus stellt einen enormen Wettbewerbsvorteil für Farmako dar. Die Herstellung von Cannabinoiden und Fertigarzneimittel auf Cannabinoid-Basis erfolgt perspektivisch synthetisch. Mit der Patentanmeldung haben wir nun ein großes Fragezeichen aus der Welt geschafft, wie diese Herstellung genau aussieht. Wir sind bei der Entwicklung und Forschung in diesem Bereich weltweit führend“, sagt Kouparanis.

Farmako hatte kürzlich den bislang weltweit größten Importvertrag verkündet (Pressemitteilung​) und importiert in den nächsten vier Jahren bis zu 50 Tonnen Cannabisblüten und -öle vom polnischen Unternehmen Pharmacann. Durch die Distribution der natürlichen Produkte werden aktuelle Engpässe bei der Versorgung europäischer Patienten geschlossen. Die Erträge fließen direkt in die Forschungsarbeit. So forscht ab April in einem eigenen Labor das Farmako Wissenschaftlerteam am neuen Herstellungsprozess und an Patenten.

Cannabinoide als Medizin: 80 Jahre unerforscht

Patente für die Produktion von Cannabinoiden durch Bierhefe werden von zwei verschiedenen Unternehmen aus den USA gehalten. Das Extrahieren einzelner Cannabinoide aus der Pflanze, etwa durch CO​2​ Extraktion, ist zeitaufwendig und kostspielig. „Aus wirtschaftlicher Sicht sind Cannabinoid-Synthesen in Hefepilzen wenig attraktiv. Zwar können mithilfe von Bierhefe Cannabiniode produziert werden, jedoch müssen die Zellen nach dieser Synthese aufgebrochen werden, was die Produktion unterbindet. Das bereitet große Schwierigkeiten, wenn man die Produktion in den industriellen Maßstab überführen möchte. ​Zymomonas cannabinoides®​ hingegen gibt die produzierten Cannabiniode direkt an das umliegende Medium ab. Dies ermöglicht eine kontinuierliche Produktion ohne Unterbrechung“, so Schmitt. Experten bewerten den Wert des Patentes auf einen gegenwärtigen Wert von 300 Millionen Euro.

Durch die zukünftig breite Palette verfügbarer, synthetisch hergestellter Cannabinoide erhält die evidenzbasierte, empirische Forschung eine völlig neue Perspektive. Schmitt: „Über 80 Jahre wurden Cannabinoide nicht erforscht. Weder die Herstellung, Verarbeitung noch die pharmazeutische Anwendung hat nennenswerte Fortschritte gemacht. Wir wollen die Aufholjagd anführen und stellen Medizinern und Forschern einen Baukasten mit allen für den medizinischen Fortschritt erforderlichen Cannabinoiden parat. Bereits zum jetzigen Zeitpunkt wissen wir, dass Cannabinoide wie THC oder CBD in vielen Krankheitsfällen besser wirken als handelsübliche Medikamente. Sei es bei starken Schmerzen, bei Schlaflosigkeit oder Nervenkrankheiten oder sogar in der Krebsbehandlung. Allerdings weiß man auch, dass das Verhältnis bestimmter Cannabinoide sowie verschiedener Terpene zueinander eine maßgebliche Rolle bei der Behandlung verschiedener Krankheitsbilder bildet. Aus diesem Grund ist die Erforschung verschiedener Cannabinoidspektren auch künftig von großer Bedeutung.“

 

Über Farmako

Die Farmako GmbH ist ein forschendes Pharmaunternehmen mit Sitz in Frankfurt. Dabei setzt das Unternehmen auf die Distribution von pharmazeutischem Cannabis und auf Forschung, um den Forschungsrückstand im Bereich von pharmazeutischem Cannabis aufzuholen. Farmako plant, in diesem Markt ein vertikal integrierter Marktführer in jedem europäischen Land mit entsprechender gesetzlicher Grundlage zu werden. Bereits jetzt hat Farmako Niederlassungen in Deutschland, Dänemark und Großbritannien.

Source: Farmako, Pressemitteilung, 2019-03-27.

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