- Geneticky pozměněná hnědá hovězí kráva se nedávno zapsala do historie tím, že ve svém mléce produkovala lidský inzulín.
- Tento průlom v oblasti diabetu by mohl připravit cestu ke zvýšení produkce inzulínu, ale je zapotřebí více výzkumu o využití transgenních krav k produkci lidského inzulínu.
- Inzulín je klíčovou součástí léčby diabetu, ale je drahý a ne vždy dostupný.
Diabetes je stav, který se vyvíjí, když tělo nemůže správně produkovat nebo používat inzulín, což vede k nerovnováze hladiny cukru v krvi.
Mnoho lidí s cukrovkou užívá inzulín, který pomáhá glukóze z potravy vstoupit do buněk těla a přeměnit glukózu na energii.
Vzhledem k tomu, že celosvětová poptávka po inzulínu je tak vysoká a inzulín je drahý, je pro lidi často obtížné získat inzulín, který potřebují ke zvládnutí cukrovky. Vědci zkoumají, jak zvýšit produkci inzulínu, aby byl snadněji dostupný pro ty, kteří ho potřebují.
Vědci poprvé geneticky pozměnili hnědou hovězí krávu v Brazílii a objevili v tomto „transgenním“ kravském mléce lidský inzulín a proinzulin, prekurzor inzulínu.
Výsledky zveřejněné 12. března v Biotechnology Journal naznačují potenciální řešení pro masově vyráběný inzulin, ale k potvrzení těchto zjištění je zapotřebí další výzkum. Je také zapotřebí opatrnosti při používání geneticky modifikovaných zvířat k pokroku ve farmakologii lidí.
Brett M. Sansbury, PhD, hlavní řešitel a vedoucí objevného výzkumu v Institutu pro úpravu genů ChristianaCare, se vyjádřil k potenciálním důsledkům tohoto výzkumu pro nás:
„Genetické inženýrství má tolik potenciálu pro významný pokrok v tom, jak rozumíme, diagnostikujeme a léčíme nemoci. Tato studie zdůrazňuje příslib tohoto oboru v aplikacích pro zlepšení lidského zdraví. Zatímco zde výzkumníci popisují praktické problémy, se kterými se setkali v této studii prokazující koncepci, důsledky pro zvýšení nabídky základního léku s potenciálem učinit jej dostupnějším pro širší populaci trpící velmi závažným onemocněním by mohly být velmi působivý.”
Geneticky modifikovaná kráva produkuje lidský inzulín
Pro tuto studii vědci zkoumali, zda určité genetické změny krav mohou produkovat proinzulin v jejich mléce.
Vědci zaznamenali, že genetické modifikace jiných zvířat za účelem produkce specifických proteinů byly v minulosti úspěšné v jiných oblastech výzkumu.
Krávy mohou produkovat velké množství mléka po dlouhou dobu, což by mohlo pomoci zvýšit produkci.
Výzkumníci použili proces nazývaný přenos jádra somatických buněk k vytvoření specializovaných embryí. Konečným cílem bylo manipulovat s mléčnými žlázami výsledných potomků, aby produkovaly specifické proteiny v jejich mléce.
Výzkumníci byli schopni produkovat vysoce specifická transgenní embrya, která byla implantována do krav, a úspěšně tak vytvořili jednu transgenní krávu.
Výzkumníci se dále pokusili oplodnit transgenní krávu, ale tyto pokusy byly neúspěšné. Nakonec hormonálně přiměli krávu k produkci mléka.
Po 21 dnech laktace výzkumníci sbírali mléko dalších 30 dní. Poté provedli testy, konkrétně Western blotting a hmotnostní spektrometrii, aby vyhodnotili proteiny přítomné v mléce. Výsledky porovnávali s výsledky z netransgenního mléka.
Výsledky analýzy nalezly proinzulin a inzulín v mléce, které hodnotili od transgenní krávy.
„Byli jsme schopni vyrobit bioaktivní lidský inzulín v kravském mléce,“ autor studie Dr. Matthew B. Wheeler, PhD, profesor biotechnologie a vývojové biologie z Carl R. Woese Institute for Genomic Biology na University of Illinois Urbana. -Champaigne, vysvětlil nám to.
„Účelem bylo vyrobit ekonomický zdroj inzulínu pro pacienty s diabetem. Tato kráva vytváří ve svém mléce jak prekurzorovou formu, tak proinzulin i inzulín.“
Je zapotřebí více výzkumu krav produkujících inzulín
Důsledky těchto zjištění by mohly učinit inzulín snadněji dostupným, což by otevřelo dveře dalšímu výzkumu, který by mohl zlepšit léčbu diabetu.
Tato nová studie má však několik omezení.
Za prvé, celý proces genetické modifikace produkoval pouze jednu krávu, která účinně produkovala inzulín. Výzkumníci také analyzovali pouze určitou část mléka, část, která obsahovala rozpustné bílkoviny. Výzkumníci také potřebují objasnit, které enzymy pomohly přeměnit proinzulin na inzulín, takže budoucí výzkum by to mohl také prozkoumat.
“Největším omezením této studie bylo, že laktace byla nezbytná pro produkci inzulínu u krav a transgenní zvířata mají často potíže s otěhotněním přirozenými nebo umělými prostředky,” poznamenal Dr. Splenser.
„Vědci museli hormonálně stimulovat krávy k laktaci, což vedlo k produkci malého množství mléka obsahujícího inzulín. Přestože autoři identifikovali známky proinzulinu a inzulinu v kravském mléce pomocí Western blottingu a hmotnostní spektroskopie, neprokázali, zda byl inzulin produkovaný u krav skutečně fyziologicky aktivní in-vitro nebo in-vivo,“ dodal Dr. Splenser.
Etické aspekty transgenních zvířat
Někteří odborníci tvrdí, že spoléhat se na geneticky modifikovaná zvířata při produkci inzulínu nemusí být nutné.
„Od konce 70. let se biosyntetický ‚lidský inzulin‘ vyrábí hlavně z E.coli a kvasinek,“ řekl nám Dr. Andres Splenser, endokrinolog z Memorial Hermann v Houstonu.
“Tento způsob výroby inzulínu je humánnější a nevyžaduje použití embryí nebo transgenních zvířat.”
Výzkumníci musí vyvážit jakékoli etické obavy spojené s produkcí transgenních krav a související obavy o bezpečnost. Potenciální rizika používání geneticky upravených zvířat pro humánní farmakologii nejsou dobře známa.
Dr. Wheeler byl optimistický, ale poznamenal, že tento výzkum má před sebou ještě dlouhou cestu:
„Jednoho dne možná budeme schopni používat mléko jako zdroj kritických lékařských proteinů pro lidské pacienty a možná dokonce vyvineme způsob, jak poskytovat inzulín diabetickým pacientům bez injekcí. To je však za několik let. Toto je důkaz koncepční studie, která byla zveřejněna. Musíme produkovat více zvířat a určit množství inzulinu, které mohou produkovat, a účinnost tohoto inzulinu při léčbě cukrovky.“
