Insulin aus Bakterien: Wie Gentechnik die Diabetes-Therapie veränderte

Jahrestag: Weltdiabetestag am 14. November

Am 14. November ist Weltdiabetestag. Das Datum erinnert an den Geburtstag von Frederick Banting, der Anfang der 1920er-Jahre an der Entdeckung des Insulins beteiligt war. Sechs Jahrzehnte später schrieb Insulin noch einmal Geschichte: als erstes zugelassenes Medikament, das gentechnisch veränderte Bakterien herstellen.

Worum geht’s?

Insulin ist ein Hormon der Bauchspeicheldrüse. Es sorgt dafür, dass Körperzellen Zucker (Glukose) aus dem Blut aufnehmen. Bei Typ-1-Diabetes zerstört das eigene Immunsystem die insulinbildenden Zellen; Betroffene sind ihr Leben lang auf Insulin angewiesen. Auch viele Menschen mit Typ-2-Diabetes brauchen es irgendwann. Laut Weltgesundheitsorganisation lebten 2022 weltweit rund 830 Millionen Menschen mit Diabetes, 1990 waren es etwa 200 Millionen.

Lange stammte Insulin aus den Bauchspeicheldrüsen geschlachteter Schweine und Rinder. In Deutschland stellten die Farbwerke Hoechst schon 1923 als erstes Unternehmen Insulin her. Tierisches Insulin wirkt, unterscheidet sich aber vom menschlichen: Schweineinsulin in einer, Rinderinsulin in drei Aminosäuren. Die Menge hing zudem von der Zahl der Schlachttiere ab.

Ein menschliches Gen in Bakterien

Insulin besteht aus zwei kurzen Eiweißketten: der A-Kette mit 21 und der B-Kette mit 30 Aminosäuren. Am 24. August 1978 gelang es Forschenden des jungen Biotech-Unternehmens Genentech und des Forschungszentrums City of Hope, menschliches Insulin mit Bakterien herzustellen. Ihr Vorgehen, 1979 veröffentlicht:

1. Gene bauenDie DNA-Abschnitte für A- und B-Kette wurden chemisch synthetisiert, Baustein für Baustein.
2. EinschleusenJedes Gen wurde in ein Plasmid eingebaut, einen kleinen DNA-Ring, und in Darmbakterien (Escherichia coli) gebracht.
3. ProduzierenDie Bakterien bildeten die Ketten als Anhängsel eines bakteriellen Proteins. Daraus wurden sie herausgeschnitten und gereinigt.
4. ZusammensetzenA- und B-Kette wurden im Reagenzglas zu fertigem Insulin verbunden.

Das funktioniert, weil der genetische Code bei fast allen Lebewesen gleich ist: Ein Bakterium übersetzt ein menschliches Gen in dasselbe Protein wie eine menschliche Zelle. Im Oktober 1982 ließ die US-Behörde FDA das Humaninsulin „Humulin“ des Konzerns Eli Lilly zu – das erste zugelassene gentechnisch hergestellte Arzneimittel. Mehr zur Methode findest du in der Übersicht zur Gentechnik.

Der lange Weg in Deutschland

Hoechst beantragte 1984 eine Anlage, um Humaninsulin mit gentechnisch veränderten Bakterien herzustellen. Wegen der unklaren Rechtslage und politischen Widerstands in Hessen verzögerte sich das Projekt um Jahre. 1990 trat das Gentechnikgesetz in Kraft, das den Umgang mit gentechnisch veränderten Organismen regelt. Die Hoechster Anlage ging schließlich 1998 in Betrieb.

Heute wird Insulin überwiegend gentechnisch hergestellt, mit Bakterien oder Hefen. Die Gentechnik ermöglichte außerdem Insulin-Analoga: Varianten mit gezielt veränderten Aminosäuren, die schneller oder länger wirken als menschliches Insulin.