Mit Hefe Wirkstoffe produzieren Rebekka Mögenburg aus dem Promotionsprogramm „Drug Discovery und Chemieinformatik für neue Antiinfektiva“ im Kurzporträt

Hefen sind kleine einzellige Pilze, die sich durch Zellteilung schnell vermehren können. Viele kennen Hefe beispielsweise durch ihren Einsatz beim Backen von Brot oder beim Brauen von Bier. Sie kann aber auch in der Arzneistoffforschung verwendet werden. Rebekka Mögenburg ist Doktorandin im Promotionsprogramm „Drug Discovery und Chemieinformatik für neue Antiinfektiva“ im Forschungsschwerpunkt Infektionen und Wirkstoffe der Technischen Universität Braunschweig und untersucht, wie Wirkstoffe aus der Arzneipflanze Johanniskraut mithilfe von Hefe hergestellt werden können. Wir stellen die Biotechnologin im Kurzporträt vor.

Doktorandin Rebekka Mögenburg forscht im Promotionsprogramm „Drug Discovery und Chemieinformatik für neue Antiinfektiva“. Bildnachweis: Max Fuhrmann/TU Braunschweig

Wer sind Sie und woran forschen Sie?

Ich bin Rebekka Mögenburg und promoviere am Institut für Pharmazeutische Biologie der TU Braunschweig. Vorher habe ich meinen Bachelor und Master in der Biologie mit dem Schwerpunkt Biotechnologie an der Ruhr-Universität Bochum gemacht. Im Rahmen meiner aktuellen Forschung versuche ich, neue antimikrobielle Substanzen mit Hilfe von Enzymen aus dem Johanniskraut zu gewinnen und diese in größeren Mengen in Hefe herzustellen. Antimikrobielle Substanzen sind Stoffe, die das Wachstum von Mikroorganismen beeinträchtigen oder diese abtöten bzw. inaktivieren.

Welcher Fragestellung gehen Sie konkret nach?

Meine Forschung bezieht sich im Speziellen auf die Stoffgruppe der Xanthone. Bei ihnen handelt es sich, chemisch gesehen, um ein Ringsystem als Kernstruktur mit unterschiedlichen Seitenketten. Im Johanniskraut wurden bereits verschiedene Xanthone gefunden, die eine antimikrobielle Wirkung aufweisen. Mein Ziel ist es, diese Xanthone durch Hefe synthetisieren zu lassen, also Hefe als maßgeschneiderte Zellfabrik einzusetzen, und die Xanthone anschließend auf ihre antimikrobielle Wirkung zu testen. Am Ende ist es mir vielleicht möglich, einen neuen Wirkstoff gegen das multiresistente Bakterium Staphylococcus aureus (MRSA) zu entdecken und zudem in einer solchen Menge herzustellen, zum Beispiel am Zentrum für Pharmaverfahrenstechnik, dass damit weiter in Richtung Arzneistoff geforscht werden kann.

Was begeistert Sie an Ihrer Forschung?

Vor allem begeistert mich an meiner Arbeit, dass sie sehr anwendungsbezogen ist. Dazu gehört das so genannte Stoffwechsel-Engineering, mit dem Biosynthesewege in Mikroorganismen rekonstruiert und optimiert werden. Mithilfe des Stoffwechsel-Engineerings kann ich vielleicht die ersten Bausteine für ein neues Medikament legen, dessen Wirkstoff durch die Erzeugung in Hefe günstiger wäre oder sogar ausschließlich von Hefe hergestellt werden könnte. Dies ist aber eine große Herausforderung und noch liegt ein langer Weg vor mir. Meine Arbeit begeistert mich auch, weil ich eine wichtige Grundlage für die weitere Forschung in diesem Bereich lege, um Menschen im Kampf gegen die steigende Zahl von multiresistenten Bakterien zu helfen.

Im Moment forscht Rebekka Mögenburg noch mit kleinen Mengen Hefe. Später soll die Hefe dann in großen Bioreaktoren kultiviert werden. Bildnachweis: Max Fuhrmann/TU Braunschweig

Welche Relevanz hat das Thema für die Arzneimittelforschung?

Viele Wirkstoffe kommen in den Pflanzen, die sie produzieren, nur in geringen Mengen vor. Daher eröffnet die Rekonstruktion ihrer Biosynthesewege in Mikroorganismen wie z.B. Hefe große Chancen. Die Möglichkeit einen neuen Arzneistoff gegen multiresistente Bakterien in Hefe zu produzieren, bringt eine Vielzahl von Vorteilen mit sich. Hefe kann in großen Bioreaktoren angezogen werden, ist pflegeleicht und benötigt zur Vermehrung und Stoffsynthese nur kostengünstige Komponenten. Einen Arzneistoff auf diese Weise herzustellen, könnte die Kosten um ein Vielfaches senken und somit auch für die Herstellung einer Vielzahl von anderen Arzneimitteln von Relevanz sein.

Was ist das Besondere, in dem Promotionsprogramm „Drug Discovery und Chemieinformatik für neue Antiinfektiva (iCA)“ mitzuwirken?

In diesem Programm kommen Doktorand*innen aus vielen verschiedenen Studienbereichen zusammen. Durch den Austausch des theoretischen Hintergrundwissens aus den verschiedenen Bereichen, aber auch von praktischen Methoden und Erfahrungen im Labor ist eine ertragreiche interdisziplinäre Forschung möglich, die ich sonst so nicht hätte erleben können. Das Programm ermöglicht es mir, nicht nur eigene Fragestellungen aus einem anderen Blickwinkel zu betrachten, sondern auch Doktorand*innen aus anderen Fachbereichen die Möglichkeit einer biologischen Problemlösung zu bieten. Dieses Projekt unterstreicht, dass die Zukunft der Arzneimittelforschung nicht nur auf den Schultern eines Fachbereiches ruht, sondern in hohem Maße interdisziplinär von den zukünftigen Forscherinnen und Forschern getragen werden sollte.