Biotechnologie und Cannabis: Welche Zukunft haben Labor und Gen-Editierung?

Biotechnologie soll Cannabis berechenbarer machen: mit Gen-Editierung, Gewebekultur und Laboranalytik lassen sich Sorten mit festem Wirkstoffprofil züchten und Medikamente mit wissenschaftlicher Basis entwickeln. In Nord- und Südamerika gewinnt diese Forschung an Fahrt, getragen von neuen Regeln und, als dieser Text entstand, von der Hoffnung auf eine wichtige Bewertung durch die Weltgesundheitsorganisation (WHO).

Die spannende Frage ist, wie Biotech und Cannabis zusammenfinden, um Genetiken zu schaffen, die alle Vorteile und die Qualität bieten, die Grower suchen. Genau darum geht es hier: wie beide Seiten voneinander profitieren können.

Was ist Biotechnologie überhaupt?

Biotechnologie ist ein Werkzeugkasten aus Techniken, die lebende Zellen, Gewebekulturen oder aus Organismen gewonnene Moleküle wie Enzyme nutzen, um Produkte herzustellen oder zu verändern, Pflanzen und Tiere zu verbessern oder Mikroorganismen für bestimmte Zwecke zu entwickeln.

Diese Verfahren hängen an lebenden Organismen und biologischen Prozessen, etwa an der Fermentation bestimmter Produkte, am technischen Einsatz von Enzymen oder an der Herstellung rekombinanter Proteine. Grundlage ist das Wissen über zentrale biologische Abläufe aus Molekularbiologie und Genetik. Daraus entstehen Werkzeuge für eine nachhaltige Entwicklung in Landwirtschaft, Fischerei, Forstwirtschaft und Lebensmittelindustrie.

Richtig kombiniert mit anderen Technologien für Lebensmittel, Agrarprodukte und Dienstleistungen wird Biotechnologie zu einem wichtigen Werkzeug, um eine wachsende Weltbevölkerung zu versorgen.

Wie verändert Biotechnologie Qualität und Potenz von Cannabis?

Das Beispiel Misiones in Argentinien

Die argentinische Provinz Misiones hat sich als Vorreiter bei der Herstellung von medizinischem Cannabisöl etabliert, vor allem dank lückenloser Rückverfolgbarkeit des Produkts.

Die Provinz hat moderne Infrastruktur und Ausstattung und forscht laufend, während der Anbau weiter ausgebaut wird. Die dortige Biofábrica bewirtschaftete damals mehr als 10 Hektar im Freiland (Outdoor) und etwa genauso viel unter kontrollierten Bedingungen (Indoor). Im Dezember 2022 gingen die ersten Ölproben für die Behandlung bestimmter Erkrankungen raus.

Wie nutzt man klassische Biotechnologie, um Cannabis sativa zu verbessern?

Die Zusammenarbeit zwischen der Provinzregierung von Misiones, der Biofábrica und MisioPharma kommt gut voran, um die Provinz an die Spitze der Cannabisöl-Produktion zu bringen. Damals kam sogar eine in der Region bis dahin einzigartige argentinische Technik zur Qualitätskontrolle des medizinischen Produkts dazu: ein Chromatograph, der sicherstellt, dass das Öl nach höchsten Standards hergestellt und geprüft wird.

Samira Almirón, Chemieingenieurin aus dem jungen Team von MisioPharma, erklärt: „Das ist neueste Technik. Mit der Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) können wir die Inhaltsstoffe vom Rohmaterial bis zum fertigen Öl bestimmen und die Konzentration im Zwischen- und im Endprodukt messen.“

Cálice Biotech: bessere Cannabis-Genetik aus dem Labor

In der argentinischen Szene sticht ein Start-up heraus: Ramiro Olivera und Esteban Hernando, zwei Biotechnologen mit Abschluss an der Universidad Nacional de San Martín (UNSAM), haben es zusammen mit Alejandro Germe gegründet, einem Ökonomen mit Fokus auf Finanzen und Organisationsstrategie für Start-ups.

Olivera hatte die Idee schon 2017, als der Cannabisanbau in Argentinien rechtlich noch stark eingeschränkt war. 2019 stieg Hernando als Berater für technologische Entwicklung ein. Im Mai 2021 wurde „Cálice Biotech“ gegründet, im Februar 2022 bekam das Unternehmen vom argentinischen Gesundheitsministerium die Genehmigung, in den Räumen der Escuela de Ciencia y Tecnología (ECyT) der UNSAM zu arbeiten.

Cálice versteht sich als Plattform für Pflanzen-Biotechnologie mit Schwerpunkt auf der genetischen Verbesserung von Cannabis. Das Geschäftsmodell: Lösungen für Firmen und Samenbanken in Argentinien und weltweit.

Im medizinischen Bereich wollen sie neue Sorten für Therapien entwickeln, bei denen herkömmliche Medikamente nicht greifen. Außerdem arbeiten sie an Anwendungen für Industriehanf und Gartenbau. Die Gründer haben Geld von lokalen Investoren eingesammelt und verhandelten zum Zeitpunkt des Berichts mit einem ausländischen Geldgeber.

Wie steht es um Cannabis-Genetik in Argentinien?

Der weltweite Cannabismarkt wächst kräftig. Als dieser Text entstand, rechnete man für 2024 mit einem Volumen von 42,7 Milliarden US-Dollar. In Argentinien schätzte das Produktionssekretariat des Wirtschaftsministeriums damals, dass die Branche bis 2025 jährlich 500 Millionen US-Dollar Umsatz und 10.000 Arbeitsplätze schaffen würde.

Der gesetzliche Grenzwert von 0,3 % THC für Cannabis sativa schränkt den Anbau für industrielle Zwecke ein. Cálice gibt an, im Labormaßstab per Gentechnik das Gen ausgeschaltet zu haben, das für die THC-Produktion zuständig ist, und damit zu den weltweiten Pionieren zu gehören.

Für die Entwicklung neuer Cannabissorten braucht es außerdem Bioinformatik, Phänomik und Gewebekultur. Die Phänomik untersucht, wie sich eine Kultur verhält, indem sie viele Parameter misst. Die Gewebekultur per Mikrovermehrung ist die Voraussetzung, um Gen-Editierung überhaupt anzuwenden, und gleichzeitig eine Technik, um Pflanzen zu vermehren und keimfrei zu halten.

Mikrovermehrung ist eine fortgeschrittene Form des Klonens: Aus winzigen Stücken Pflanzengewebe entstehen mit Wachstumsregulatoren und speziellen Nährmedien komplett neue Pflanzen.

Argentinien und die Transgenese: klassische Gentechnik

Zum Zeitpunkt des Berichts gab es nur eine einzige solche Cannabissorte auf dem Markt, und die war transgen und in den USA entwickelt worden. Transgenese bedeutet, dass fremde Gene ins Erbgut der Pflanze eingeschleust werden, um ihr Eigenschaften zu geben, die sie vorher nicht hatte.

Weil dabei ein neuer Organismus entsteht, der so in der Natur nicht entstanden wäre, sind die Zulassungsprüfungen extrem aufwendig: Sie dauern 15 bis 20 Jahre und kosten mehr als 50 Millionen US-Dollar.

Die Transgenese ist älter als die Präzisions-Genschere CRISPR. CRISPR verkürzt Entwicklungszeiten und senkt Zulassungskosten, weil es keine Spuren im Erbgut des veränderten Organismus hinterlässt.

Um ein bestimmtes Gen auszuschalten, reicht CRISPR allein aber nicht: Du musst auch wissen, welches Gen du überhaupt bearbeiten willst. Bei Cannabis gibt es rund 40.000 Kandidaten. Genau hier wird der interdisziplinäre Ansatz von Cálice und anderen Firmen wichtig.