Osiągnięcie naukowców z Brazylii może oznaczać znaczący spadek cen leków na cukrzycę. Udało im się genetycznie zmodyfikować jeden gatunek krowy w taki sposób, aby produkowała mleko z ludzką insuliną. Badanie przeprowadzone zostało przez zespół z Uniwersytetu Illinois Urbana-Champaign i Universidade de Sao Paulo, a opublikowano je w „Biotechnology Journal”.

Matka Natura zaprojektowała gruczoł sutkowy jako fabrykę do naprawdę wydajnej produkcji białka. Możemy wykorzystać ten system do produkcji białka, które może pomóc setkom milionów ludzi na całym świecie - powiedział Matt Wheeler, główny autor badania.

Ludzka insulina w krowim mleku. To osiągnięcie może zmienić branżę farmaceutyczną

Brazylijscy badacze wprowadzili odcinek ludzkiego DNA kodujący proinsulinę – białkowy prekursor aktywnej formy insuliny – do jąder komórkowych 10 zarodków krów. Wszczepiono je w macice normalnych krów w Brazylii i urodziło się jedno transgeniczne cielę. Dzięki zaktualizowanej technologii inżynierii genetycznej ludzki DNA miał zostać poddany ekspresji – procesowi, w którym sekwencje genów są odczytywane i tłumaczone na produkty białkowe – wyłącznie w tkance sutka.

Czy ten eksperyment zmieni branżę farmaceutyczną? Fot: Pavel Danilyuk/Pexels

W dawnych czasach po prostu wrzucaliśmy DNA i mieliśmy nadzieję, że zostanie wyrażone tam, gdzie tego chcemy. W dzisiejszych czasach możemy działać znacznie bardziej strategicznie i celowo. Używanie konstruktu DNA specyficznego dla tkanki sutka oznacza, że we krwi krowy ani w innych tkankach nie krąży insulina ludzka. Wykorzystuje się również zdolność gruczołu sutkowego do wytwarzania dużych ilości białka - tłumaczy Wheeler.

Kiedy krowa osiągnęła dojrzałość, zespół bezskutecznie podjął próbę zapłodnienia jej przy użyciu standardowych technik sztucznego zapłodnienia. Zamiast tego stymulowali jej pierwszą laktację za pomocą hormonów. Laktacja dała mleko, ale w mniejszej ilości niż po udanej ciąży. Mimo to w mleku wykryto ludzką proinsulinę i, co zaskakujące, insulinę. „Naszym celem było wytworzenie proinsuliny, oczyszczenie jej do insuliny i działanie z tego punktu. Ale krowa w zasadzie przetworzyła ją sama. Wytwarza około trzech do jednego biologicznie aktywnej insuliny na proinsulinę” – powiedział Wheeler.

Zobacz także

Ten bezcenny zabytek znajdował się pod parkingiem. Archeolodzy zdumieni

Nowy antybiotyk. Syntetyczny lek pokona superbakterie?

Insulina w krowim mleku. Ile hormonu produkuje jedno zwierzę?

Insulina i proinsulina, które wymagałyby ekstrakcji i oczyszczenia przed użyciem, to około kilka gramów na litr mleka. Ponieważ jednak laktacja była indukowana hormonalnie, a objętość mleka była mniejsza niż oczekiwano, zespół nie jest w stanie dokładnie określić, ile insuliny zostanie wyprodukowane podczas typowej laktacji.

Wheeler twierdzi, że jeśli krowa może wyprodukować 1 gram insuliny na litr, a typowa krowa (rasa holsztyno-fryzyjska) produkuje 40–50 litrów dziennie, to można otrzymać dużo insuliny. Zwłaszcza, że typowa jednostka insuliny wynosi 0,0347 miligrama. „Oznacza to, że każdy gram odpowiada 28 818 jednostkom insuliny” – powiedział Wheeler.

Zespół planuje ponowne sklonowanie krowy i sądzi, że w następnym pokoleniu uda mu się osiągnąć większy sukces w zakresie ciąży i pełnych cykli laktacji. Mają nadzieję, że ostatecznie uda im się stworzyć transgeniczne byki, które będą kojarzyć się z samicami, tworząc w ten sposób transgeniczne potomstwo, które będzie można wykorzystać do założenia specjalnie zbudowanego stada. Wheeler twierdzi, że nawet małe stado mogłoby szybko wyprzedzić istniejące metody – transgeniczne drożdże i bakterie – produkcji insuliny i mogłoby to zrobić bez konieczności tworzenia wysoce technicznych obiektów i infrastruktury.

Rzeczona krowa Fot: Biotechnology Journal

Jeśli chodzi o masową produkcję insuliny w mleku, potrzebne byłyby specjalistyczne obiekty o wysokim statusie zdrowotnym dla bydła, ale nie jest to niczym niezwykłym w naszym dobrze ugruntowanym przemyśle mleczarskim - stwierdził Matt Wheeler.

„Widzę przyszłość, w której stado liczące 100 sztuk, odpowiadające małej mleczarni w Illinois lub Wisconsin, będzie w stanie wyprodukować całą insulinę potrzebną krajowi” – powiedział. „A większe stado? W ciągu roku mógłbyś zaopatrzyć cały świat."

Źródło: Planeta.pl/Biotechnology Journal

Dziękujemy za przeczytanie artykułu do końca. Bądź na bieżąco! Polub naszą stronę na Facebooku.