- Egy genetikailag módosított barna szarvasmarha tehén nemrég történelmet írt azzal, hogy humán inzulint termelt a tejében.
- Ez a diabéteszes áttörés megnyithatja az utat az inzulintermelés fokozásához, de további kutatásokra van szükség a transzgénikus tehenek humán inzulin előállítására való felhasználásával kapcsolatban.
- Az inzulin a cukorbetegség kezelésének kulcsfontosságú összetevője, de drága és nem mindig hozzáférhető.
A cukorbetegség olyan állapot, amely akkor alakul ki, ha a szervezet nem képes megfelelően előállítani vagy felhasználni az inzulint, ami a vércukorszint egyensúlyának felborulásához vezet.
Sok cukorbeteg inzulint szed, ami segít a táplálékból származó glükóznak bejutni a szervezet sejtjeibe, és a glükózt energiává alakítani.
Mivel az inzulin iránti globális kereslet olyan nagy, és az inzulin drága, az emberek gyakran nehezen tudják beszerezni a cukorbetegség kezeléséhez szükséges inzulint. A kutatók azt vizsgálják, hogyan lehetne növelni az inzulintermelést, hogy az könnyebben elérhető legyen azok számára, akiknek szükségük van rá.
A tudósok először Brazíliában módosítottak genetikailag egy barna szarvasmarha tehenet, és felfedezték az emberi inzulint és a proinzulint, egy inzulin prekurzort ebben a „transzgénikus” tehéntejben.
A Biotechnology Journal folyóiratban március 12-én közzétett eredmények potenciális megoldást jeleznek a tömegesen előállított inzulin számára, de további kutatásra van szükség ezen megállapítások megerősítésére. Óvatosságra van szükség a géntechnológiával módosított állatok humán farmakológia fejlesztésére történő felhasználásával kapcsolatban is.
Brett M. Sansbury, PhD, vezető kutató és a ChristianaCare’s Gene Editing Institute felfedezési kutatásának vezetője megjegyezte, hogy ennek a kutatásnak milyen lehetséges következményei lehetnek számunkra:
„A géntechnológiában rengeteg lehetőség rejlik a betegségek megértésének, diagnosztizálásának és kezelésének terén. Ez a tanulmány rávilágít arra az ígéretre, amelyet ez a terület rejt magában az emberi egészség javítását célzó alkalmazások terén. Míg a kutatók leírják a gyakorlati kihívásokat, amelyekkel ebben a koncepciót igazoló tanulmányban tapasztaltak, egy alapvető gyógyszer kínálatának növelésének következményei, amelyek lehetővé teszik, hogy egy nagyon prominens betegségben szenvedő szélesebb népesség számára hozzáférhetőbbé váljon. legyen nagyon hatásos.”
A genetikailag módosított tehén emberi inzulint termel
Ehhez a tanulmányhoz a kutatók azt vizsgálták, hogy a tehenek bizonyos genetikai változásai képesek-e proinzulint termelni a tejükben.
A kutatók megjegyezték, hogy más állatokon specifikus fehérjék előállítását célzó genetikai módosítások más kutatási területeken is sikeresek voltak a múltban.
A tehenek nagy mennyiségű tejet tudnak termelni hosszú időn keresztül, ami elősegítheti a termelés növekedését.
A kutatók a szomatikus sejtmag transzfernek nevezett eljárást alkalmazták speciális embriók létrehozására. A végső cél az volt, hogy a létrejövő utódok emlőmirigyeit úgy manipulálják, hogy specifikus fehérjéket termeljenek a tejükben.
A kutatók rendkívül specifikus transzgénikus embriókat tudtak előállítani, amelyeket tehenekbe ültettek be, így sikeresen létrehoztak egy transzgenikus tehenet.
A kutatók ezután megpróbálták megtermékenyíteni a transzgénikus tehenet, de ezek a kísérletek nem jártak sikerrel. Végül hormonálisan tejtermelésre késztették a tehenet.
A 21 napos szoptatást követően a kutatók a következő 30 napon át gyűjtötték a tejet. Ezután teszteket végeztek, különösen Western blottingot és tömegspektrometriát, hogy értékeljék a tejben lévő fehérjéket. Az eredményeket összehasonlították a nem transzgénikus tej eredményeivel.
Az elemzés eredményei proinzulint és inzulint találtak a transzgénikus tehénből származó tejben.
„Képesek voltunk bioaktív humán inzulint előállítani tehéntejben” – a tanulmány szerzője, Dr. Matthew B. Wheeler, PhD, biotechnológia és fejlődésbiológia professzor, az Illinois Urbana Egyetem Carl R. Woese Genomikus Biológiai Intézetéből. -Champaign, magyarázta nekünk.
„A cél az volt, hogy gazdaságos inzulinforrást állítsanak elő cukorbetegek számára. Ez a tehén a prekurzort, proinzulint és inzulint is előállítja a tejében.”
További kutatásokra van szükség az inzulintermelő tehenekkel kapcsolatban
Ezeknek az eredményeknek a következményei az inzulin könnyebben elérhetővé tehetik, megnyitva az ajtót a további kutatások előtt, amelyek javíthatják a cukorbetegség kezelését.
Ennek az új tanulmánynak azonban számos korlátja van.
Először is, a teljes génmódosítási folyamat csak egy tehenet termelt, amely hatékonyan termelt inzulint. A kutatók a tejnek csak egy meghatározott részét elemezték, azt a részt, amely oldható fehérjéket tartalmazott. A kutatóknak azt is tisztázniuk kell, hogy mely enzimek segítették a proinzulin inzulinná történő átalakítását, így a jövőbeli kutatások ezt is feltárhatják.
“A vizsgálat legnagyobb korlátja az volt, hogy a szoptatás szükséges volt ahhoz, hogy a tehenek inzulint termeljenek, és a transzgénikus állatok gyakran nehezen esnek teherbe természetes vagy mesterséges úton” – jegyezte meg Dr. Splenser.
„A kutatóknak hormonálisan kellett serkenteni a teheneket a laktációra, ami kis mennyiségű inzulintartalmú tej termeléséhez vezetett. Bár a szerzők proinzulin és inzulin jeleit azonosították a tehéntejben Western blot és tömegspektroszkópia segítségével, nem igazolták, hogy a tehenekben termelődő inzulin valóban fiziológiailag aktív-e in vitro vagy in vivo” – tette hozzá Dr. Splenser.
A transzgenikus állatok etikai szempontjai
Egyes szakértők szerint nem feltétlenül szükséges genetikailag módosított állatokra támaszkodni az inzulin előállításához.
„Az 1970-es évek vége óta bioszintetikus „humán inzulint” főként E. coliból és élesztőből állítanak elő” – mondta el Dr. Andres Splenser, a houstoni Memorial Hermann endokrinológusa.
“Az inzulin előállításának ez a módja humánusabb, és nem igényel embriókat vagy transzgenikus állatokat.”
A kutatóknak egyensúlyban kell tartaniuk a transzgénikus tehenek előállításával kapcsolatos etikai szempontokat és a kapcsolódó biztonsági szempontokat. A genetikailag módosított állatok humán farmakológiai célú felhasználásának lehetséges kockázatai nem teljesen ismertek.
Dr. Wheeler optimista volt, de megjegyezte, hogy ez a kutatás még hosszú utat kell megtennie:
„Egy napon képesek leszünk a tejet a kritikus orvosi fehérjék forrásaként használni az emberi betegek számára, és talán még egy módot is kidolgozhatunk arra, hogy injekciók nélkül biztosítsuk inzulint a cukorbetegek számára. Ez azonban néhány év múlva van. Ez egy bizonyítási koncepció, amelyet publikáltak. Több állatot kell termelnünk, és meg kell határoznunk az általuk termelt inzulin mennyiségét és az inzulin hatékonyságát a cukorbetegség kezelésében.”
