Wie lässt sich ein vielversprechender Antikörper gegen Krebs effizienter, kostengünstiger und nachhaltiger herstellen? Dieser Frage gehen Bachelorstudierende der Molekularen Biologie an der RPTU auf den Grund – und nehmen mit ihren selbst erarbeiteten Lösungsansätzen am größten internationalen Wettbewerb der synthetischen Biologie teil.

“International genetically engineered Machine”, kurz iGEM, ist der größte interdisziplinäre Wettbewerb auf dem Gebiet der synthetischen Biologie für Studierende, die – über einen längeren Zeitraum hinweg – an einem realen Problem forschen. Auch die RPTU ist in diesem Jahr erneut vertreten: Mit dem Projekt SUSPACT – “Sustainable Use of Synthetically Produced Antibodies for Cancer Treatment” – auf Deutsch so viel wie “Nachhaltige Nutzung von synthetisch produzierten Antikörpern für die Krebsbehandlung”.

Der Ansatz des diesjährigen iGEM-Teams: Sie wollen die Herstellung eines Antikörpers, der bereits erfolgreich in der Krebs-Behandlung eingesetzt wird, einfacher, effizienter und ressourcenschonender gestalten. Seit September 2024 widmet sich das 13-köpfige Studierenden-Team dieser Herausforderung – steht dafür täglich im Labor.

Die Ausgangssituation für die Nachwuchswissenschaftlerinnen und Nachwuchswissenschaftler: Chemotherapie und Bestrahlung sind bekannte Behandlungsmethoden bei Krebserkrankungen. In den vergangenen Jahren haben sich darüber hinaus antikörperbasierte Therapie-Ansätze etabliert. Hochspezialisierte Proteine greifen dabei gezielt Krebszellen an, ohne gesundes Gewebe unnötig zu schädigen. Ein vielversprechender Antikörper ist dabei Cetuximab, der unter anderem bei Darm- und Halskrebs eingesetzt wird.

Cetuximab ist gegen ein Protein gerichtet, das in den Membranen von menschlichen Körperzellen zu finden ist: der sogenannte EGFR-Rezeptor. EGFR steht für “epidermal growth factor receptor”, auf Deutsch: Epidermaler Wachstumsfaktor-Rezeptor. Krebszellen haben oftmals sehr viele EGFR-Moleküle in ihren Zellmembranen. Cetuximab bindet nun an diese Rezeptoren, was – vereinfacht gesagt – dazu führt, dass sich die Ausbreitung von Krebszellen in weitere Körperregionen vermindert – und mutmaßlich auch das Tumorwachstum generell gehemmt wird.

Der Nachteil dieses Behandlungsansatzes: Antikörper sind eine der effektivsten, aber auch der teuersten Methoden der Krebsbehandlung. Denn sie müssen unter anderem sehr aufwendig in Säugetierzellen produziert werden – was insgesamt sehr ressourcenintensiv ist. Genau das will das iGEM-Team der RPTU ändern: Sie nutzen eine gentechnische Methode, die sich Modular Cloning nennt. Dabei werden einzelne DNA-Komponenten zu größeren Einheiten zusammengesetzt. Ein so erstelltes DNA-Konstrukt wird anschließend in das Genom, also das Erbgut, eines lebenden Organismus eingebracht. Das iGEM-Team arbeitet mit der Grünalge Chlamydomonas reinhardtii. Team-Mitglied Julia Beck, die an der RPTU im Bachelor Molekulare Biologie studiert, konkretisiert: “In unserem Fall fügen wir die Gene für den Cetuximab-Antikörper in die Grünalge ein.” Die Grünalge produziert daraufhin den Antikörper – und das wesentlich günstiger und unkomplizierter als dies mit herkömmlichen Methoden möglich ist.

Die Studierenden konnten sich dafür in die unterschiedlichen molekularbiologischen Techniken einarbeiten – wollen zudem herausfinden, wie sich der Antikörper besonders effizient herstellen lässt. Fachlich betreut werden sie von Professor Michael Schroda, der die Fachgebiete Biotechnologie und Systembiologie an der RPTU leitet. “Auch von den Doktorandinnen und Doktoranden und den Masterstudierenden der Abteilung werden wir sehr gut unterstützt”, sagt Fynn Kirsch, ebenfalls iGEM-Teammitglied und Bachelorstudent der Molekularen Biologie.

Das große Finale des iGEM-Wettbewerbs wird im Oktober 2025 in Paris stattfinden. Bei diesem “Giant Jamboree” präsentieren die Teams ihre Projekte und Ergebnisse vor einer Jury und den weiteren, internationalen iGEM-Teams.

Redaktion: X-Press Journalistenbüro GbR

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