Γενετικά μεταλλαγμένες αγελάδες παράγουν γάλα με πρωτεΐνες ανθρώπινης ινσουλίνης
Μια γενετικά τροποποιημένη αγελάδα παρήγαγε στο γάλα της πρωτεΐνες, που απαιτούνται για την ανθρώπινη ινσουλίνη και οι επιστήμονες πίσω από το πείραμα έχουν μεγάλες ελπίδες, ότι ένα κοπάδι από αυτά τα βοοειδή θα μπορούσε να λύσει παγκοσμίως τα προβλήματα παροχής 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.
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.
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
Πηγη: https://www.onmed.gr/
Δημιούργησαν αγελάδα που παράγει ανθρώπινη ινσουλίνη στο γάλα της
Μία γενετικά τροποποιημένη αγελάδα η οποία παράγει ανθρώπινη ινσουλίνη στο γάλα της, δημιούργησαν επιστήμονες από τις ΗΠΑ και την Βραζιλία. Και εκτιμούν πως αν δημιουργηθούν έστω και μικρά κοπάδια από αυτά τα θηλαστικά, θα μπορέσουν να λύσουν το πρόβλημα της έλλειψης ινσουλίνης που συχνά παρατηρείται ανά τον κόσμο.
Οι ερευνητές τονίζουν πως όταν άρχισαν την όλη έρευνα, στόχος τους να δημιουργηθεί μία διαγονιδιακή αγελάδα που θα παρήγαγε μία πρόδρομο μορφή ινσουλίνης (προϊνσουλίνη). Ωστόσο οι μαστικοί αδένες της γενετικά τροποποιημένης αγελάδας άρχισαν να παράγουν την κανονική μορφή της ορμόνης.
«Η μητέρα φύση σχεδίασε τους μαστικού αδένες ως εργοστάσια που παράγουν πρωτεΐνες με εξαιρετικά αποτελεσματικό τρόπο», δήλωσε ο επικεφαλής ερευνητής Dr. Matthew B. Wheeler, καθηγητής Ζωικών Επιστημών στο Πανεπιστήμιο του Ιλινόι στην μητροπολιτική περιοχή Urbana-Champaign. «Σκεφτήκαμε να αξιοποιήσουμε αυτό το σύστημα για να παράγουμε μία πρωτεΐνη, που θα βοηθήσει εκατομμύρια ανθρώπους σε όλο τον κόσμο. Ωστόσο οι μαστικοί αδένες είναι κάτι μαγικό. Η έρευνά μας έφτασε σε σημείο που ξεπέρασε τις προσδοκίες μας».
Αυτό δεν σημαίνει ότι η ινσουλίνη είναι έτοιμη για χρήση, έσπευσε να διευκρινίσει. Πρέπει ακόμα να αναπτυχθεί ένα σύστημα απομόνωσης της ινσουλίνης από το γάλα. Ύστερα πρέπει να δοκιμαστεί υπό διάφορες συνθήκες και τέλος να ζητηθεί έγκριση από τις αρμόδιες ρυθμιστικές Αρχές.
Όλ’ αυτά, όμως, δεν αναιρούν το γεγονός ότι η ινσουλίνη από την αγελάδα μπορεί μια μέρα να γλιτώσει από τις ελλείψεις εκατομμύρια ασθενών με διαβήτη σε όλο τον κόσμο.
Πώς αναπτύχθηκε το ζώο
Οι επιστήμονες περιγράφουν στην επιστημονική επιθεώρηση Biotechnology Journal τον τρόπο με τον οποίο ανέπτυξαν την ξεχωριστή αγελάδα τους.
Για να παραχθεί η διαγονιδιακή αγελάδα, οι ερευνητές ενέχυσαν θραύσμα του ανθρώπινου γενετικού υλικού (DNA) στον πυρήνα των κυττάρων 10 εμβρύων αγελάδας. Το θραύσμα του DNA περιείχε τις οδηγίες για την παραγωγή της προϊνσουλίνης.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν τεχνικές γενετικής τροποποίησης ώστε να εξασφαλίσουν ότι το ανθρώπινο DNA θα εκφραζόταν μόνο στον μαστικό ιστό του θηλαστικού.
Τα τροποποιημένα έμβρυα εμφυτεύθηκαν στη μήτρα φυσιολογικών αγελάδων στην Βραζιλία. Έτσι γεννήθηκε ένα διαγονιδιακό θηλυκό μοσχάρι. Όταν μεγάλωσε, του χορηγήθηκαν ορμόνες και άρχισε να παράγει γάλα. Όταν, όμως, το ανέλυσαν οι ειδικοί, ανακάλυψαν ότι περιείχε ινσουλίνη, αντί για προϊνσουλίνη.
Κάθε λίτρο από το γάλα της περιείχε λίγα γραμμάρια από την ορμόνη. Ωστόσο ακόμα και 1 γραμμάριο να παράγει ανά λίτρο γάλακτος η αγελάδα, είναι αρκετό. Και αυτό, διότι ανήκει στο είδος Holstein, το οποίο παράγει 40-50 λίτρα γάλα την ημέρα. Επιπλέον, μία τυπική μονάδα ινσουλίνης ισοδυναμεί με 0,0347 χιλιοστά του γραμμαρίου (mg) από την ορμόνη.
Επόμενοι στόχοι
Όλ’ αυτά σημαίνουν ότι «με ένα και μοναδικό λίτρο γάλα, μπορούμε να φτιάξουμε 28,8 μονάδες ινσουλίνης», είπε ο Dr. Wheeler. «Έως το τέλος μίας ημέρας, όμως, θα έχουμε φτιάξει 40 ή 50 φορές αυτή την ποσότητα».
Επόμενο βήμα της έρευνας είναι να κλωνοποιηθεί η αγελάδα. Οι ερευνητές ελπίζουν ότι θα αυξηθεί ακόμα περισσότερο η παραγωγή της όταν αρχίσει να γεννά μικρά και να τα θηλάζει.
Απώτερος στόχος είναι να δημιουργηθεί και διαγονιδιακός ταύρος που θα ζευγαρώσει με την γενετικά τροποποιημένη αγελάδα, ώστε να δημιουργηθεί κοπάδι «ειδικού σκοπού», όπως το αποκαλούν οι επιστήμονες.
«Ένα μετρίου μεγέθους κοπάδι των 100 αγελάδων θα μπορούσε να παράγει όλη την ινσουλίνη που χρειάζονται ετησίως οι ΗΠΑ», είπε ο καθηγητής. «Και ένα μεγαλύτερο κοπάδι θα μπορούσε να καλύψει όλο τον κόσμο».
Πηγη: https://www.iatropedia.gr/y