Oamenii de știință au modificat genetic o vacă pentru a produce insulină în laptele ei

O vacă brună modificată genetic a făcut recent istorie prin producerea de insulină umană în laptele său.
Această descoperire a diabetului ar putea deschide calea pentru creșterea producției de insulină, dar sunt necesare mai multe cercetări privind utilizarea vacilor transgenice pentru a produce insulină umană.
Insulina este o componentă crucială a managementului diabetului, dar este costisitoare și nu întotdeauna accesibilă.

Diabetul este o afecțiune care se dezvoltă atunci când organismul nu poate produce sau utiliza în mod corespunzător insulina, ceea ce duce la un dezechilibru al nivelului de zahăr din sânge.

Mulți oameni cu diabet iau insulină, care ajută glucoza din alimente să intre în celulele corpului și să transforme glucoza în energie.

Deoarece cererea globală de insulină este atât de mare și insulina este scumpă, este adesea dificil pentru oameni să obțină insulina de care au nevoie pentru a-și gestiona diabetul. Cercetătorii explorează cum să crească producția de insulină, astfel încât să poată fi mai ușor disponibilă pentru cei care au nevoie de ea.

Pentru prima dată, oamenii de știință au modificat genetic o vacă maro de bovină în Brazilia și au descoperit insulina umană și proinsulina, un precursor al insulinei, în acest lapte de vacă „transgenic”.

Rezultatele, publicate pe 12 martie în Biotechnology Journal, indică o soluție potențială pentru insulină produsă în masă, dar sunt necesare cercetări suplimentare pentru a confirma aceste constatări. De asemenea, este necesară prudență în privința utilizării animalelor modificate genetic pentru a avansa farmacologia umană.

Brett M. Sansbury, PhD, cercetător principal și lider al cercetării de descoperire la Institutul de editare genetică al ChristianaCare, a comentat potențialele implicații ale acestei cercetări pentru noi:

„Ingineria genetică are atât de mult potențial pentru progrese semnificative în modul în care înțelegem, diagnosticăm și tratăm bolile. Acest studiu evidențiază promisiunea pe care acest domeniu le are în aplicațiile pentru îmbunătățirea sănătății umane. În timp ce cercetătorii de aici descriu provocările practice pe care le-au experimentat în acest studiu de dovadă a conceptului, implicațiile pentru creșterea ofertei unui medicament esențial, cu potențialul de a-l face mai accesibil unei populații mai largi care suferă de o boală foarte proeminentă, ar putea fii foarte impactant.”

Vaca modificată genetic produce insulină umană

Pentru acest studiu, cercetătorii au explorat dacă anumite modificări genetice ale vacilor ar putea produce proinsulina în laptele lor.

Cercetătorii au observat că modificările genetice aduse altor animale pentru a produce proteine specifice au avut succes în alte domenii de cercetare în trecut.

Vacile pot produce cantități mari de lapte pe perioade lungi de timp, ceea ce ar putea ajuta la creșterea producției.

Cercetătorii au folosit un proces numit transfer nuclear de celule somatice pentru a crea embrioni specializați. Scopul final a fost de a manipula glandele mamare ale urmașilor rezultati pentru a produce proteine specifice în laptele lor.

Cercetătorii au reușit să producă embrioni transgenici foarte specifici care au fost implantați în vaci, creând cu succes o vacă transgenică.

În continuare, cercetătorii au încercat să fecundeze vaca transgenică, dar aceste încercări au fost fără succes. În cele din urmă, au indus hormonal vaca să producă lapte.

După ce au permis 21 de zile de alăptare, cercetătorii au colectat laptele pentru următoarele 30 de zile. Apoi au efectuat teste, în special Western blot și spectrometrie de masă, pentru a evalua proteinele prezente în lapte. Ei au comparat rezultatele cu cele de la laptele netransgenic.

Rezultatele analizei au găsit proinsulina și insulină în laptele evaluat de la vaca transgenică.

„Am reușit să producem insulină umană bioactivă în laptele de vacă”, autorul studiului, dr. Matthew B. Wheeler, PhD, profesor de biotehnologie și biologie a dezvoltării de la Institutul Carl R. Woese pentru Biologie Genomică de la Universitatea Illinois Urbana. -Champaign, ne-a explicat.

„Scopul a fost de a produce o sursă economică de insulină pentru pacienții diabetici. Această vacă produce atât forma precursor, proinsulina cât și insulina în laptele ei.”

Sunt necesare mai multe cercetări asupra vacilor producătoare de insulină

Implicațiile acestor descoperiri ar putea face insulina mai ușor disponibilă, deschizând ușa pentru cercetări ulterioare care ar putea îmbunătăți tratamentele pentru diabet.

Cu toate acestea, acest nou studiu are mai multe limitări.

În primul rând, întregul proces de modificare genetică a produs doar o vacă care a produs efectiv insulină. De asemenea, cercetătorii au analizat doar o anumită porțiune de lapte, porțiunea care conținea proteine solubile. Cercetătorii trebuie, de asemenea, să clarifice ce enzime au ajutat la transformarea proinsulinei în insulină, astfel încât cercetările viitoare ar putea explora și acest lucru.

„Cea mai mare limitare a acestui studiu a fost că alăptarea a fost necesară pentru ca vacile să producă insulină, iar animalele transgenice au adesea dificultăți să rămână gravide prin mijloace naturale sau artificiale”, a remarcat dr. Splenser.

„Cercetătorii au trebuit să stimuleze hormonal vacile să facă lactat, ceea ce a dus la producerea unor cantități mici de lapte care conținea insulină. Deși autorii au identificat semne de proinsulină și insulină în laptele de vacă folosind Western blot și spectroscopie de masă, ei nu au dovedit dacă insulina produsă la vaci era de fapt activă fiziologic in vitro sau in vivo”, a adăugat dr. Splenser.

Considerații etice ale animalelor transgenice

Unii experți spun că nu este necesar să te bazezi pe animale modificate genetic pentru a produce insulină.

„De la sfârșitul anilor 1970, „insulina umană” biosintetică a fost produsă în principal din E.coli și drojdie”, ne-a spus dr. Andres Splenser, endocrinolog la Memorial Hermann din Houston.

„Această metodă de producere a insulinei este mai umană și nu necesită utilizarea de embrioni sau animale transgenice.”

Cercetătorii trebuie să echilibreze orice preocupări etice legate de producerea de vaci transgenice și preocupările legate de siguranță. Riscurile potențiale ale utilizării animalelor modificate genetic pentru farmacologia umană nu sunt bine înțelese.

Dr. Wheeler a fost optimist, dar a remarcat că această cercetare mai are un drum lung de parcurs:

„Într-o zi s-ar putea să putem folosi laptele ca sursă de proteine medicale critice pentru pacienții umani și poate chiar să dezvoltăm o modalitate de a furniza insulină pacienților diabetici fără injecții. Cu toate acestea, este la câțiva ani distanță. Acesta este un studiu de dovadă a conceptului care a fost publicat. Trebuie să producem mai multe animale și să stabilim cantitatea de insulină pe care o pot produce și eficacitatea acelei insuline pentru tratarea diabetului.”