Εάν ένα τέτοιο κοπάδι ήταν βιώσιμο -αν και όπως αναφέρεται αυτό απέχει ακόμη πολύ – οι ερευνητές πιστεύουν ότι θα μπορούσε να ξεπεράσει τις τρέχουσες μεθόδους παραγωγής ινσουλίνης, οι οποίες βασίζονται σε γενετικά τροποποιημένη μαγιά και βακτήρια.

Ποια ήταν μέχρι σήμερα η πηγή ιατρικής ινσουλίνης

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 , η πρώτη «ανθρώπινη» ινσουλίνη παρήχθη 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 σήμερα.

Αν και η στροφή προς τις αγελάδες για την παροχή ανθρώπινης ινσουλίνης δεν είναι κάτι νέο, με τη νέα μελέτη είναι η πρώτη φορά που επιτυγχάνεται παραγωγή «ανθρώπινης» ινσουλίνης σε γενετικά τροποποιημένο βοοειδή.

Εισήγαγαν τμήμα ανθρώπινου DNA σε κυτταρικούς πυρήνες εμβρύων αγελάδας

Η ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής τον επιστήμονα Matt Wheeler από το Πανεπιστήμιο του Illinois Urbana-Champaign, 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 εισάγεται στις μήτρες κανονικών αγελάδων.

Η γέννηση ζωντανού, διαγονιδιακού μοσχαριού

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

Όταν μεγάλωσε αρκετά η αγελάδα, η ομάδα έκανε διάφορες προσπάθειες για να αφήσει έγκυο τη γενετικά τροποποιημένη αγελάδα, με τεχνητή γονιμοποίηση, εξωσωματική γονιμοποίηση, ακόμη και με τον παλιομοδίτικο τρόπο. Κανένας από αυτούς τους τρόπους δεν ήταν επιτυχής, αλλά η ομάδα σημειώνει 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 παράξει γάλα μέσω ορμονικής επαγωγής, χρησιμοποιώντας μια άγνωστη μέθοδο που αποδίδεται στον τεχνολόγο αναπαραγωγής ζώων Pietro Baruselli από το Πανεπιστήμιο του Σάο Πάολο.

Το λίγο γάλα που παρήγαγε σε διάστημα ενός μήνα εξετάστηκε για να αναζητηθούν συγκεκριμένες πρωτεΐνες, χρησιμοποιώντας western blotting και φασματομετρία μάζας .

Αποκαλύφθηκαν δύο ζώνες με παρόμοια μοριακή μάζα με την ανθρώπινη προϊνσουλίνη και την ινσουλίνη, που δεν υπάρχουν στο γάλα μη διαγονιδιακών αγελάδων. Η φασματομετρία μάζας έδειξε την παρουσία του C-πεπτιδίου που αφαιρείται από την ανθρώπινη προϊνσουλίνη κατά τη διαδικασία δημιουργίας ινσουλίνης, γεγονός που υποδηλώνει ότι τα ένζυμα στο αγελαδινό γάλα μπορεί να έχουν μετατρέψει την «ανθρώπινη» προϊνσουλίνη σε ινσουλίνη.

“Ο στόχος μας ήταν να φτιάξουμε προϊνσουλίνη, να την μετατρέψουμε σε ινσουλίνη και να προχωρήσουμε από εκεί. Αλλά η αγελάδα βασικά την επεξεργάστηκε μόνη της. Παράγει βιολογικά ενεργή ινσουλίνη από προϊνσουλίνη σε ποσοστό περίπου τρία προς ένα”, λέει 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 αυτή τη νέα μελέτη, αλλά αυτό δεν εμπόδισε τον Wheeler να σκεφτεί την κλιμάκωση της παραγωγής.

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.

«Θα χρειαστείτε εξειδικευμένες εγκαταστάσεις υψηλού επιπέδου υγείας για τα βοοειδή, αλλά δεν είναι κάτι το ασυνήθιστο για την καθιερωμένη γαλακτοκομική μας βιομηχανία», λέει .

“Θα μπορούσα να δω ένα μέλλον όπου ένα κοπάδι 100 αγελάδων… θα μπορούσε να παράγει όλη την ινσουλίνη που χρειάζεται για τη χώρα. Και αν είχατε ένα μεγαλύτερο κοπάδι; Θα μπορούσατε να καλύψετε τις παγκόσμιες ανάγκες για ένα χρόνο.”

Αυτή η έρευνα δημοσιεύτηκε στο Biotechnology Journal.

(photo: pixabay)