Biosynthese: Auswirkungen auf die Cannabisindustrie

Dieser Artikel ist erschienen auf leafly.de: Die Biosynthese, eine alternative, natürliche Methode zur Herstellung von Cannabinoiden, könnte tiefgreifende Auswirkungen auf die Cannabisindustrie haben. So sollen in den letzten Monaten die kanadischen Unternehmen CRON und OGI Investitionen getätigt haben, um mithilfe dieser Methode Cannabinoide herzustellen.

Cannabinoide können aus der Cannabispflanze extrahiert oder synthetisch hergestellt werden. Zudem ist die Herstellung von Cannabinoiden aus Hefe mithilfe der Biosynthese möglich. Bei diesem Prozess werden Hefe oder das Bakterium Escherichia coli (E. coli) sowie Wasser, Zucker, Kohlendioxid und Enzyme verwendet.

Der entscheidende Vorteil dieser Methode besteht darin, dass es zu einer höheren Reinheit und niedrigeren Kosten bei einem wesentlich geringeren CO2-Ausstoß führt, als es beispielsweise bei der Extraktion von Cannabinoiden der Fall ist.

Biosynthese: Was sind die Folgen für die Cannabisindustrie?

Wenn es in der Cannabisindustrie ausschließlich um das Rauchen oder Verdampfen ginge, wäre die Herstellung von Cannabinoiden aus alternativen Methoden kein Problem. Jedoch macht der Markt für Medizinalcannabis mindestens die Hälfte des gesamten Cannabismarktes aus. Wenn sich die Biosynthese als skalierbare Technologie entwickelt, könnte dies den Cannabismarkt ordentlich durcheinanderbringen.

Die Biosynthese scheint Cannabinoide mit höherer Reinheit zu erzeugen. Darüber hinaus sollte die Technologie in der Lage sein, Cannabinoide herzustellen, die in der Cannabispflanze selbst nicht signifikant exprimiert werden. Diese selteneren Cannabinoide könnten besonders für pharmazeutische Unternehmen interessant sein, heißt es in einem Medienbericht.

Unternehmen entwickeln Biosynthese-Technologie

Aktuell arbeiten unter anderem die folgenden Unternehmen an der Weiterentwicklung der Biosynthese:

Anandia Laboratories ist ein kanadisches Cannabis-Kraftwerk, das von Aurora Cannabis erworben wurde. Das Unternehmen veröffentlicht seit dem Jahr 2012 Forschungsarbeiten zu diesem Thema, wobei der aktuelle Stand der Forschung nicht bekannt ist.

Die Gründung des in Massachusetts ansässigen Unternehmens Gingko Bioworks erfolgte im Jahr 2009 von MIT-Wissenschaftlern. Seit dem Jahr 2014 ist es an der Y Combinator beteiligt. Erst vor kurzem arbeitete das Unternehmen mit der Cronos Group zusammen, um Cannabinoide zu entwickeln. Das Unternehmen ist im Vergleich zu anderen Unternehmen finanziell gut aufgestellt. Unter anderem gehört Bill Gates zu den Investoren. Insgesamt hat Gingko Bioworks rund 430 Millionen US-Dollar aufgebracht.

Das kanadische Unternehmen InMed Pharmaceuticals unterscheidet sich von den Konkurrenten, da es Cannabinoide mithilfe des Bakteriums E. coli entwickelt.

Librede, ein kalifornisches Unternehmen, hat sich die Produktion von Cannabidiolsäure (CBDA) in Hefe bereits erfolgreich patentieren lassen, nachdem es im Jahr 2017 ein weiteres Patent für die Produktion von Cannabinoiden in Hefe erhalten hatte.

Auch Renew Biopharma in San Diego arbeitet daran, Cannabinoidmoleküle unter Verwendung von Mikroalgen und Hefe zu entwickeln. Das Unternehmen behauptet, Zugang zu einem umfangreichen Portfolio an Patenten zu haben, und plant. Zudem sei geplant, eigene Therapien für die Behandlung chronischer Schmerzen, die Huntington- und Parkinson-Krankheit sowie weitere Erkrankungen zu entwickeln.

Teewinot Life Science (ehemals CBC Technologies) in Florida hat patentgeschützte Biosyntheseverfahren für die Herstellung von THCVA, CBDVA, CBCVA und CBGVA entwickelt. Das Unternehmen verfügt auch über US-Patente zur Herstellung wasserlöslicher Cannabinoide und hat kürzlich ein kanadisches Patent angekündigt.

Wie sieht die Zukunft aus?

Noch hat sich die Biosynthese nicht als skalierbare Technologie bewährt, sie kann jedoch die Art und Weise, wie Cannabinoide in naher Zukunft hergestellt werden, radikal verändern.

Wenn sich die Technologie als erfolgreich erweist, könnte dies viele Cannabis-Unternehmen belasten. Einige Unternehmen sollen schon Investitionen getätigt haben, um sich auf etwaige Änderungen am Cannabismarkt einzustellen. Es dürfte spannend sein, die Entwicklung der Biosynthese in kommenden Jahren weiter zu beobachten.

Dass aus Hefe Cannabinoide hergestellt werden könnten, ist nicht neu. Jedoch hat jetzt ein kalifornisches Unternehmen eine Designerhefe entwickelt, um damit den medizinischen Markt zu revolutionieren.wurde.

Mithilfe der Biosynthese ist es möglich, aus Hefe Cannabinoide zu gewinnen. Verschiedene Unternehmen arbeiten aktuell an der Weiterentwicklung dieser Methode (Leafly berichtete). Einem aktuellen Medienbericht zufolge haben jetzt Wissenschaftler in Kalifornien eine neue Hefesorte (Designerhefe) entwickelt, mit der Cannabis-Extrakt anstelle von Bier gebraut werden kann.

Nur mit der Zugabe von Zucker fermentierte die gentechnisch veränderte Hefe zu reinen Cannabinoidverbindungen, darunter auch THC und CBD. Die Wissenschaftler, die der Meldung bereits eine „Cannabinoid-Brauerei“ gegründet haben, erklären, dass das Verfahren wesentlich billiger, sicherer und umweltfreundlicher ist als die Extraktion der Verbindungen aus der Cannabispflanze.

Jay Keasling, Professor für Chemie und Biomolekulartechnik an der University of California Berkeley, erklärte, dass der Prozess wie beim Bierbrauen funktioniere.

„Sie geben der Hefe Zucker hinzu und sie produzieren ein gewünschtes Cannabinoid, und nicht Ethanol, das sie normalerweise produzieren würden“, so Keasling.

 

Designerhefe kann neue Cannabinoidverbindungen produzieren

Die Designerhefe lieferte auch neuartige Cannabinoidverbindungen oder Chemikalien, die in der Cannabispflanze nur in sehr geringen Mengen vorkommen. Damit könne man Substanzen herstellen, die die potenzielle medizinische Anwendung erweitern könnten.

Beim konventionellen Brauen erzeugt Hefe Enzyme, die Zucker in Alkohol und Kohlendioxid umwandeln. In der neuen Version fügten die Wissenschaftler mehr als ein Dutzend Gene in die DNA der Hefe ein, von denen viele Kopien von Genen sind, die von der Cannabispflanze zur Synthese von Cannabinoiden verwendet werden.

Die Gene pumpen Enzyme aus, die als Katalysatoren in einer Kette chemischer Reaktionen fungieren, beginnend mit Zucker und schließlich zu einer Chemikalie namens Cannabigerolsäure („die Mutter aller Cannabinoide“). Eine Reihe von Cannabisverbindungen, darunter THC und CBD, sind von dieser Säure ableitbar.

Produktion der Designerhefe

Die genaue Mischung der genetischen Insertionen, die in die Designerhefe eingebracht werden musste, war ein komplexer und langwieriger Prozess. Aber jetzt, nach der Schaffung der cannabinoidproduzierenden Hefe, kann sie wie gewöhnliche Bierhefe kultiviert werden.

Weiter heißt es in dem Bericht, dass es für die medizinische Forschung schwer sei, die zahlreichen Verbindungen aus der Cannabispflanze zu extrahieren. Denn viele der Cannabinoidverbindungen kommen nur in geringem Maße in der Pflanze vor. Cannabinoid-Brauereien könnten kostengünstige und reinere Quellen für diese Chemikalien liefern, sodass es möglich wäre, die Auswirkungen erstmals detailliert zu untersuchen.

„Einige davon könnten Blockbuster-Medikamente sein“, so Keasling.

Im Labor verwendeten die Wissenschaftler Flaschen zum Anbau der Hefe. Es sei aber geplant, die Produktion auf große Edelstahltanks auszudehnen. Keasling und seine Kollegen haben eine Firma namens Demetrix gegründet. Von dieser erwarten sie, dass sie im nächsten Jahr kleine Produktmengen und in drei Jahren große Mengen kommerziell liefern kann.

Alternative zum Cannabisanbau

Die Forscher erklärten, dass die Verwendung von Designerhefe eine „grünere“ Methode für den Anbau von Cannabis darstelle. Denn Cannabis werde häufig mit großen Mengen an Pestiziden und Düngemitteln gezüchtet. Der Indoor-Anbau würde viel Licht bzw. Energie benötigen. Einer Studie zufolge macht die Cannabisindustrie drei Prozent des Energieverbrauches des US-Bundesstaates Kalifornien aus, so die Forscher abschließend.

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