Entwicklung des Vorproduktes eines Therapeutikums zur effizienten kutanen Infektionsabwehr und Wundheilung durch die Kombination verschiedener humaner antimikrobieller Peptide

 

Laufzeit

01.01.2011 – 31.12.2013 (KMU-innovativ Biotechnologie – BioChance)

In Kooperation mit M. Kleine (Planton GmbH, Kiel), Prof. Dr. T. Werfel (MH Hannover), J. Harder (UK S-H)

 

Zielsetzung

Antimikrobielle Peptide (AMP) sind weit verbreitete Mediatoren der angeborenen Abwehr (innate immunity) bei Mensch, Tier und Pflanze und spielen z.B. eine zentrale Rolle in der Infektionsabwehr menschlicher Haut. Humane AMPs zeichnen sich durch eine besondere Aktivität aus, die das Risiko der Resistenzbildung bei Mikroben gering hält und besitzen darüber hinaus ein breites Wirkspektrum. Auch in vitro Tests zeigten, dass diese Peptide antimikrobielle Aktivität gegen Bakterien, Pilze, enkapsidierte Viren und andere Parasiten besitzen. Ziel dieses Vorhabens ist es, verschiedene AMPs, die unterschiedliche Wirkspektren, aber auch andere physikochemische Eigenschaften besitzen, gemeinsam in zu Pflanzen produzieren und in Kombination zu nutzen, um die Synergieeffekte in ihrer biologischen Aktivität zu untersuchen.

 

Experimenteller Ablauf

Das Projekt beeinhaltet die Herstellung der Genexpressionskonstrukte, die Transformation der Kartoffelpflanzen und eine Optimierung des Produktionssystems durch die Nutzung geeigneter Kartoffelsorten. Die Pyramidisierung der beiden Gene HBD-2 und RNase 7 bzw. weitere Kombinationen mit HBD-3 und Psoriasin in einem Expressionskonstrukt erfolgt mit der „Gateway-Klonierungsmethode“. Dabei werden verschiedene regulatorische Elemente eingesetzt, die unter anderem die zelluläre Lokalisation der Peptide determinieren (Abb. 1).

 

SYNPEP

 

 

Die Genkonstrukte werden mittels der Agrobakterium-vermittelten Transformation in die Kartoffelpflanze eingeführt. Neben der Konstruktion der Expressionskonstrukte und der Herstellung transgener Kartoffelpflanzen wird auch intensiv nach Genotypen/Sorten mit einem hohen Expressionsniveau gesucht. Darüber hinaus werden die Synergieeffekte verschiedener AMP-Kombinationen  in ihrer Aktivität gegen pilzliche, bakterielle und virale phytopathogene Erreger in Pflanzen untersucht. Getestet wird die Reaktion der transgenen Pflanzen auf eine Infektion mit Phytophtora infestans, Pectobacterium carotovorum, Pseudomonas syringae, TMV, PVX, PVY, PLRV.