Kein Folientitel - Goethe

Gentechnik/Biotechnik
Rekombinante Wirkstoffe
Vorlesung im WS 2010/2011
Prof. Theo Dingermann
Institut für Pharmazeutische Biologie
Goethe-Universität Frankfurt/Main
[email protected]
Dienstag, 9. November 2010
Jacques Monod und François Jacob
zeigten erstmals die Existenz der mRNA
Dienstag, 9. November 2010
François Jacob, 1920
Jacques Monod,1910 – 1976
Die beiden Franzosen Jacques Monod und François
Jacob reichten 1960 beim Journal of Molecular Biology
eine Arbeit ein, in der sie bewiesen, dass eine BotenRNA (mRNA) existiert, die ein Zwischenglied der in der
DNA gespeicherten genetischen Information einerseits
und der in Form der Proteine realisierten Information
andererseits besteht.
Dienstag, 9. November 2010
François Jacob, 1920
Jacques Monod,1910 – 1976
Sie entwickelten ein Modell (Operon-Modell) für das
Zusammenwirken von Regulatorgenen, Operatoren,
Promotoren, Strukturgenen und allosterischen
Proteinen, den Repressoren, bei der Synthese von
messenger-RNA.
Dienstag, 9. November 2010
François Jacob, 1920
Jacques Monod,1910 – 1976
Dienstag, 9. November 2010
François Jacob, 1920
Jacques Monod,1910 – 1976
Dienstag, 9. November 2010
François Jacob, 1920
Jacques Monod,1910 – 1976
Dienstag, 9. November 2010
François Jacob, 1920
Jacques Monod,1910 – 1976
Dienstag, 9. November 2010
François Jacob, 1920
Jacques Monod,1910 – 1976
Dienstag, 9. November 2010
Marshall Warren Nirenberg: Der erste
Buchstabe des genetischen Codes
Dienstag, 9. November 2010
Marshall Warren Nirenberg, 1927 – 2010
J. Heinrich Matthaei, 1929
Heinrich Matthaei und Marshall Warren Nierenberg
planten gemeinsam das wohl bedeutendste Experiment
der Genetik. Das sogenannte “Poly-U-Experiment” war
der Schlüssel zur Entzifferung des genetischen Codes.
Es wurde von Heinrich Matthaei allein im Mai 1961 im
gemeinsamen Labor durchgeführt.
Nirenberg erhielt 1968 zusammen mit Har Gobind
Khorana und Robert W. Holley den Nobelpreis für
Physiologie oder Medizin.
Dienstag, 9. November 2010
Marshall Warren Nirenberg, 1927 – 2010
J. Heinrich Matthaei, 1929
Start: AUG
Stopp: UAG, UGA, UAA
Dienstag, 9. November 2010
Werner Arber und Salvatore Lucia, die
geistigen “Väter” der
Restriktionsendonukleasen
Dienstag, 9. November 2010
Werner Arber, 1929
Arber entdeckte 1968, dass sich Bakterien gegen Viren
verteidigen, indem sie Enzyme produzieren, die die
virale DNA an einer bestimmten Stelle zerschneiden.
Die beteiligten Enzyme gehören zu den
Restriktionsendonukleasen, eine der wichtigsten
Molekülklassen in der Gentechnik.
Dienstag, 9. November 2010
Werner Arber, 1929
Typ-I
Typ-II
Typ-III
Dienstag, 9. November 2010
Salvatore Luria, 1912 - 1991
Das Luria-Delbrück-Experiment, der so genannte
Fluktuationstest, zeigt, dass zufällige Mutationen in
Bakterien spontan, und damit auch in Abwesenheit von
Selektionsmechanismen geschehen und widerlegte die
alternative Hypothese, dass diese als Reaktion auf
geänderte Bedingungen in der Umwelt passieren.
Zwei mögliche Versuchsergebnisse:
(A)Wenn die Mutationen durch das Hinzufügen der
Phagen induziert werden, tritt in jeder Kultur eine
ähnliche Zahl von resistenten Bakterien auf.
(B)(B) Wenn Mutationen spontan und damit
unabhängig von der Anwesenheit von Phagen
geschehen, sind starke Fluktuationen zu erwarten. Im
Experiment wurde verifiziert, dass in der Natur
Verteilungen vom Typ (B) auftreten.
Dienstag, 9. November 2010
Salvatore Luria, 1912 - 1991
Das Resultat dieses berühmten Experimentes wurde
dahingehend interpretiert, dass hier die Gültigkeit der
darwinschen Evolutionstheorie in Bakterien zeige und
lamarckistische Theorien widerlege.
Unter anderem für diese Arbeiten erhielten Salvador
Luria und Max Delbrück 1969 zusammen mit Alfred
Hershey den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin.
Dienstag, 9. November 2010
Salvatore Luria, 1912 - 1991
Dienstag, 9. November 2010
Salvatore Luria, 1912 - 1991
Dienstag, 9. November 2010
Salvatore Luria, 1912 - 1991
Dienstag, 9. November 2010
Salvatore Luria, 1912 - 1991
Dienstag, 9. November 2010
Salvatore Luria, 1912 - 1991
Dienstag, 9. November 2010
Salvatore Luria, 1912 - 1991
Dienstag, 9. November 2010
Salvatore Luria, 1912 - 1991
Dienstag, 9. November 2010
Salvatore Luria, 1912 - 1991
Dienstag, 9. November 2010
Har Gobind Khorana synthetisierte das
erste Gen
Dienstag, 9. November 2010
Har Gobind Khorana, 1922
Im Jahre 1970 stellte das Team um den Inder Har
Gobind Khorana das erste vollständig synthetisierte
Gen vor. Es handelte sich dabei um das Gen für eine
Transfer-Ribonukleinsäure, die spezifisch die
Aminosäure Alanin zum Ribosom transportiert und für
den korrekten Einbau dieser Aminosäure in eine
wachsende Polypeptidkette sorgt.
Dienstag, 9. November 2010
Howard M. Temin und David Baltimore
entdeckten das Enzym Reverse
Transcriptase
Dienstag, 9. November 2010
Howard M. Temin, 1934 – 1994
David Baltimore, 1938
1970 entdeckten die Amerikaner Howard M. Temin und
David Baltimore das Enzym “Reverse Transkriptase”.
Dieses Enzym ermöglicht es Retroviren, ihr
genetisches Material, das in Form einer RNA vorliegt, in
DNA umzuschreiben. Dies ist die Voraussetzung dafür,
dass diese Viren sich in einer infizierten Zelle
vermehren können.
Dienstag, 9. November 2010
Howard M. Temin, 1934 – 1994
David Baltimore, 1938
Dienstag, 9. November 2010
Dienstag, 9. November 2010
Die Geschichte der Gentechnik
Dienstag, 9. November 2010
Die Geschichte der Gentechnik
1976: Gründung der ersten Firma, die Wirkstoffe durch
Neukombination von DNA entwickelt (Genentech).
Die Firma wurde in San Francisco gegründet von dem
Biochemiker Herbert W. Boyer und dem Investor Robert
A. Swanson.
Dienstag, 9. November 2010
Die Geschichte der Gentechnik
Im Jahr 1977 begann Genentech mit der Produktion von humanem
Somatostatin aus dem Bakterium Escherichia coli.
1978 wurde das humane Insulin-Gen von Genentech kloniert und 1979
folgte dann die Klonierung des humanen Wachstumshormons.
1980 ging Genentech an die Börse.
1982 wurde mit humanem Insulin der erste rekombinant hergestellte
Arzneistoff zugelassen.
Die Produktion und Vermarktung wurde an das Pharmaunternehmen Eli
Lilly auslizenziert.
Dienstag, 9. November 2010
Die Geschichte der Gentechnik
1985 erhielt Genentech die Zulassung für Protropin (Somatropin) zur
Behandlung von Wachstumsstörungen bei Kindern, und damit für das
erste durch ein Biotechnologieunternehmen selbst vermarktete Produkt.
Dienstag, 9. November 2010
Die Geschichte der Gentechnik
In den Jahren 1986 – 1993 folgten weitere Zulassungen von Wirkstoffen:
•1986: Roferon-A (Interferon-α-2a) zur Behandlung einer spezifischen
Form der Leukämie;
•1987: Activase (Gewebespezifischer Plasminogenaktivator) zur
Behandlung von Gefäßverschlüssen bei akutem Herzinfarkt, akuten
Lungenembolien und Schlaganfällen;
•1990: Actimmune (Interferon-γ-1b) zur Behandlung von chronischer
Granulomatose sowie Markteinführung eines Hepatitis B Impfstoffs;
•1993: Nutropin (Somatropin) zur Behandlung von
Wachstumsstörungen von Kindern mit chronischer Niereninsuffizienz vor
der Nierentransplantation;
•1993: Pulmozyme (Desoxyribonuklease I) zur Behandlung der
Zystischen Fibrose;
Dienstag, 9. November 2010
Die Geschichte der Gentechnik
In den Jahren 1986 – 1993 folgten weitere Zulassungen von Wirkstoffen:
•1993: Blutgerinnungsfaktor VIII auslizenziert an Miles Inc. zur
Behandlung der Bluterkrankheit (Hämophilie A);
•2000: TNKase (Gewebespezifischer Plasminogenaktivator) zur
Behandlung von akuten Herzinfarkten;
•2003: Xolair (Omalizumab) zur Behandlung von Asthma;
•2003: Raptiva (Efalizumab) zur Behandlung der Schuppenflechte
(Psoriasis).
Dienstag, 9. November 2010
Die Geschichte der Gentechnik
1997 erfolgte die Zulassung des mit Idec Pharmaceuticals (später
Biogen Idec) entwickelten Rituxan (Rituximab), dem ersten, auf einem
monoklonalen Antikörper beruhenden Krebstherapeutikum zur
Behandlung bestimmter Formen des B-Zell Non-Hodgkin Lymphoms
(NHL). Der Antikörper ist gegen das CD20 Antigen gerichtet.
2004 erzielte Rituxan alleine in den USA einen Umsatz von 1,57
Milliarden USD.
1998 erfolgte dann die Zulassung des Antikörpers Herceptin
(Trastuzumab) zur Behandlung von metastasierendem
Mammakarzinom, die den Rezeptor HER2 überexprimieren. Knapp ein
Drittel aller Tumore von Mammakarzinomen weisen eine HER2Überexpression auf.
2004 erhält Genentech die FDA-Zulassung für Avastin (Bevacizumab)
zur Behandlung von metastasierendem Kolon- oder Rektumkarzinom.
Mit Avastin wird die erste auf Inhibierung der Tumorangiogenese
beruhende Tumortherapie zugelassen.
Dienstag, 9. November 2010
Die Geschichte der Gentechnik
1990 wurde Genentech für 2,1 Milliarden USD von dem Schweizer
Pharma-Unternehmen Hoffman La Roche aufgekauft.
Am 20. Juli 1999 erfolgt schließlich die Wiedereinführung von Genentech
als eigenständiges Unternehmen an der New York Stock Exchange unter
dem Symbol „DNA“.
Am 31. Dezember 2006 hielt Roche eine Aktienmehrheit von 55,8 %.
Einige Arzneistoffe (z.B. Herceptin) werden in Europa unter dem Namen
Roche, in den USA unter dem Namen Genentech vermarktet.
Im Juli 2008 gab Roche an, die restlichen Anteile an Genentech per
öffentlichem Übernahmeangebot an der Börse zu 89 USD je
Anteilsschein zu erwerben. Nach dem Ablehnen zahlreicher Angebote
wurde schließlich im März 2009 das Angebot zu 95 USD je Anteilsschein
angenommen.
Genentech wurde somit vollständig in die Muttergesellschaft integriert
und ist nicht mehr selbstständig an der Börse gelistet.
Dienstag, 9. November 2010