Γενετικά μεταλλαγμένες αγελάδες παράγουν γάλα με πρωτεΐνες ανθρώπινης ινσουλίνης

Εάν ένα τέτοιο κοπάδι ήταν βιώσιμο -κάτι που προς το παρόν απέχει πολύ- οι ερευνητές πιστεύουν ότι θα μπορούσε να ξεπεράσει τις τρέχουσες μεθόδους παραγωγής ινσουλίνης, οι οποίες βασίζονται σε γενετικά τροποποιημένη μαγιά και βακτήρια.

Η ινσουλίνη –και ο ρόλος της στον διαβήτη– ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά το 1921 και για πολλά χρόνια οι διαβητικοί λάμβαναν θεραπεία με ινσουλίνη που προερχόταν από το πάγκρεας των βοοειδών και των χοίρων.

Αλλά το 1978, παρήχθη η πρώτη “ανθρώπινη” ινσουλίνη, χρησιμοποιώντας πρωτεΐνες από γενετικά τροποποιημένα βακτήρια E. coli, τα οποία, μαζί με παρόμοιες διαδικασίες που χρησιμοποιούν μαγιά αντί για βακτήρια, είναι η κύρια πηγή ιατρικής ινσουλίνης μέχρι και σήμερα.

Αν και η στροφή προς τις αγελάδες για την παροχή ανθρώπινης ινσουλίνης δεν είναι κάτι καινούργιο, μη αυτήν τη νέα μελέτη είναι η πρώτη φορά που επιτυγχάνεται παραγωγή “ανθρώπινης” ινσουλίνης σε γενετικά τροποποιημένα βοοειδή.

Πώς έγινε το πείραμα

Η ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής τον επιστήμονα Matt Wheeler από το πανεπιστήμιο Urbana-Champaign στο Ιλινόις των ΗΠΑ, εισήγαγε ένα συγκεκριμένο τμήμα ανθρώπινου DNA που κωδικοποιεί την προϊνσουλίνη (μια πρωτεΐνη που μετατρέπεται σε ινσουλίνη) στους κυτταρικούς πυρήνες 10 εμβρύων αγελάδας, τα οποία στη συνέχεια εισήγαγε στις μήτρες κανονικών αγελάδων.

Μόνο ένα από αυτά τα γενετικά τροποποιημένα έμβρυα εξελίχθηκε σε εγκυμοσύνη, οδηγώντας στη φυσική γέννηση ενός ζωντανού, διαγονιδιακού μοσχαριού.

Όταν αυτή η γενετικά τροποποιημένη αγελάδα έφτασε σε ηλικία ωριμότητας, οι ερευνητές έκαναν διάφορες προσπάθειες για τη γονιμοποιήσουν τεχνητά ή και φυσικά, χωρίς επιτυχία. Σημείωσαν ότι αυτό μπορεί να έχει να κάνει περισσότερο με το πώς δημιουργήθηκε το έμβρυο παρά με το γεγονός ότι ήταν γενετικά τροποποιημένο.

Τελικά κατάφεραν να κάνουν την αγελάδα να παράγει γάλα μέσω ορμονικής επαγωγής, χρησιμοποιώντας μια άγνωστη μέθοδο που αποδίδεται στον τεχνολόγο αναπαραγωγής ζώων Pietro Baruselli από το πανεπιστήμιο του Σάο Πάολο.

Η αγελάδα δεν γαλουχούσε τόσο πολύ όσο θα έκανε κανονικά αν ήταν έγκυος, αλλά το λίγο γάλα που παρήγαγε σε διάστημα ενός μήνα αναλύθηκε για να αναζητηθούν συγκεκριμένες πρωτεΐνες.

Οι ερευνητές ανακάλυψαν δύο μέρη του γάλακτος με παρόμοια μοριακή μάζα με την ανθρώπινη προϊνσουλίνη και την ινσουλίνη, τα οποία δεν υπήρχαν στο κοινό γάλα μη-διαγονιδιακών αγελάδων. Ανίχνευσαν επίσης την παρουσία του C-πεπτιδίου που αφαιρείται από την ανθρώπινη προϊνσουλίνη κατά τη διαδικασία δημιουργίας ινσουλίνης, γεγονός που υποδηλώνει ότι τα ένζυμα στο γάλα της διαγονιδιακής αγελάδας μετέτρεψαν την “ανθρώπινη” προϊνσουλίνη σε ινσουλίνη.

Τι είπαν οι ερευνητές

"Ο στόχος μας ήταν να φτιάξουμε προϊνσουλίνη, να την εξαγνίσουμε σε ινσουλίνη και να δούμε πώς θα προχωρήσουμε από εκεί και πέρα. Αλλά η αγελάδα επί της ουσίας την επεξεργάστηκε μόνη της. Παράγει περίπου βιολογικά ενεργή ινσουλίνη σε προϊνσουλίνη σε αναλογία 3-προς-1", είπε ο Wheeler.

Το 2014, ένα παρόμοιο είδος γενετικής τροποποίησης επιτεύχθηκε σε ποντίκια, το γάλα των οποίων περιείχε έως και 8,1 γραμμάρια ανά λίτρο ανθρώπινης προϊνσουλίνης. Συγκρίσιμες συγκεντρώσεις δεν αναφέρθηκαν σε αυτήν τη νέα μελέτη, αλλά αυτό δεν εμπόδισε τον δρ. Wheeler να αναλογιστεί την κλιμάκωση του νέου εγχειρήματος:

Μια τυπική μονάδα ινσουλίνης είναι 0,0347 χιλιοστόγραμμα, οπότε αν, όπως προτείνει ο Wheeler, κάθε αγελάδα μπορούσε να παράγει ένα γραμμάριο ινσουλίνης ανά λίτρο γάλακτος, αυτό είναι 28.818 μονάδες ινσουλίνης.

“Για κάτι τέτοιο θα χρειαζόμασταν εξειδικευμένες εγκαταστάσεις υψηλού επιπέδου υγείας για τα βοοειδή, αλλά δεν είναι κάτι το ασυνήθιστο για την καθιερωμένη γαλακτοκομική μας βιομηχανία. Θα μπορούσα να δω ένα μέλλον όπου ένα κοπάδι 100 αγελάδων θα μπορούσε να παράγει όλη την ινσουλίνη που χρειάζεται μια χώρα σαν τις ΗΠΑ. Και ένα μεγαλύτερο κοπάδι, θα μπορούσε να παράγει την ινσουλίνη που χρειαζόμαστε σε ολόκληρο τον κόσμο μέσα σε ένα χρόνο"!

Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Biotechnology Journal.

Πηγή: sciencealert.com