Вчені генетично змінили корову на вироблення інсуліну в її молоці

Нещодавно генетично змінена бура велика рогата корова увійшла в історію, виробляючи людський інсулін у своєму молоці.
Цей прорив у діабеті може прокласти шлях до збільшення виробництва інсуліну, але необхідні додаткові дослідження щодо використання трансгенних корів для виробництва людського інсуліну.
Інсулін є важливим компонентом лікування діабету, але він дорогий і не завжди доступний.

Діабет – це стан, який розвивається, коли організм не може належним чином виробляти або використовувати інсулін, що призводить до дисбалансу рівня цукру в крові.

Багато людей з діабетом приймають інсулін, який допомагає глюкозі з їжі надходити в клітини організму і перетворювати глюкозу в енергію.

Оскільки глобальний попит на інсулін такий високий, а інсулін дорогий, людям часто важко отримати інсулін, необхідний для лікування діабету. Дослідники досліджують, як збільшити виробництво інсуліну, щоб він був легше доступним для тих, хто його потребує.

У Бразилії вчені вперше генетично змінили коричневу корову великої рогатої худоби та виявили людський інсулін і проінсулін, попередник інсуліну, у цьому «трансгенному» коров’ячому молоці.

Результати, опубліковані 12 березня в Biotechnology Journal, вказують на потенційне рішення для масового виробництва інсуліну, але для підтвердження цих висновків необхідні додаткові дослідження. Необхідна також обережність щодо використання генетично модифікованих тварин для розвитку людської фармакології.

Бретт М. Сансбері, доктор філософії, головний дослідник і керівник дослідження в Інституті редагування генів ChristianaCare, прокоментував нам потенційні наслідки цього дослідження:

«Генетична інженерія має величезний потенціал для значного прогресу в тому, як ми розуміємо, діагностуємо та лікуємо хвороби. Це дослідження підкреслює перспективи цієї сфери застосування для покращення здоров’я людини. У той час як дослідники тут описують практичні проблеми, з якими вони зіткнулися в цьому дослідженні підтвердження концепції, наслідки для збільшення поставок основних ліків, з потенціалом зробити його більш доступним для широкої верстви населення, що страждає від дуже серйозної хвороби, можуть бути дуже впливовим».

Генетично модифікована корова виробляє людський інсулін

Для цього дослідження дослідники досліджували, чи можуть певні генетичні зміни корів виробляти проінсулін у їхньому молоці.

Дослідники відзначили, що генетичні модифікації інших тварин для виробництва специфічних білків були успішними в інших областях досліджень у минулому.

Корови можуть виробляти велику кількість молока протягом тривалого часу, що може сприяти збільшенню продуктивності.

Дослідники використали процес, званий перенесенням ядра соматичних клітин, для створення спеціалізованих ембріонів. Кінцева мета полягала в тому, щоб маніпулювати молочними залозами отриманого потомства, щоб виробляти специфічні білки в їх молоці.

Дослідники змогли виготовити високоспецифічні трансгенні ембріони, які були імплантовані коровам, успішно створивши одну трансгенну корову.

Далі дослідники спробували запліднити трансгенну корову, але ці спроби були невдалими. Зрештою, вони гормонально спонукали корову виробляти молоко.

Після 21 дня лактації дослідники збирали молоко протягом наступних 30 днів. Потім вони провели тести, зокрема Вестерн-блот і мас-спектрометрію, щоб оцінити білки, присутні в молоці. Вони порівняли результати з результатами нетрансгенного молока.

Результати аналізу виявили проінсулін та інсулін у молоці трансгенної корови.

«Нам вдалося виробити біологічно активний людський інсулін у коров’ячому молоці», – автор дослідження доктор Метью Б. Вілер, доктор філософії, професор біотехнології та біології розвитку з Інституту геномної біології імені Карла Р. Возе при Університеті штату Іллінойс Урбана. -Шампань, пояснив нам.

«Мета полягала в тому, щоб створити економічне джерело інсуліну для хворих на діабет. Ця корова виробляє обидві форми-попередники, проінсулін та інсулін у своєму молоці».

Необхідні додаткові дослідження корів, які виробляють інсулін

Наслідки цих висновків можуть зробити інсулін більш доступним, що відкриває двері для подальших досліджень, які можуть покращити лікування діабету.

Однак це нове дослідження має кілька обмежень.

По-перше, весь процес генетичної модифікації створив лише одну корову, яка ефективно виробляла інсулін. Дослідники також проаналізували лише певну частину молока, частину, яка містила розчинні білки. Дослідникам також необхідно з’ясувати, які ферменти допомогли перетворити проінсулін в інсулін, щоб майбутні дослідження також могли вивчити це.

«Найбільшим обмеженням цього дослідження було те, що лактація була необхідною коровам для вироблення інсуліну, а трансгенним тваринам часто важко завагітніти природним або штучним способом», — зазначив доктор Спленсер.

«Дослідники повинні були гормонально стимулювати корів до лактації, що призвело до вироблення невеликої кількості молока, що містить інсулін. Хоча автори виявили ознаки проінсуліну та інсуліну в коров’ячому молоці за допомогою вестерн-блоттингу та мас-спектроскопії, вони не довели, чи інсулін, що виробляється в коровах, насправді був фізіологічно активним in vitro або in vivo», – додав доктор Спленсер.

Етичні міркування трансгенних тварин

Деякі експерти кажуть, що покладатися на генетично модифікованих тварин для виробництва інсуліну може бути необов’язковим.

«З кінця 1970-х років біосинтетичний «людський інсулін» вироблявся в основному з кишкової палички та дріжджів», — сказав нам доктор Андрес Спленсер, ендокринолог з Memorial Hermann у Х’юстоні.

«Цей спосіб виробництва інсуліну більш гуманний і не вимагає використання ембріонів або трансгенних тварин».

Дослідники повинні збалансувати будь-які етичні проблеми виробництва трансгенних корів і відповідні проблеми безпеки. Потенційні ризики використання генетично змінених тварин для фармакології людини недостатньо вивчені.

Доктор Вілер був оптимістичним, але зазначив, що цьому дослідженню ще попереду:

«Одного разу ми зможемо використовувати молоко як джерело важливих медичних білків для пацієнтів і, можливо, навіть розробимо спосіб забезпечувати хворих діабетом інсуліном без ін’єкцій. Однак це ще через кілька років. Це підтвердження концепції дослідження, яке було опубліковано. Нам потрібно вирощувати більше тварин і визначити кількість інсуліну, який вони можуть виробляти, і ефективність цього інсуліну для лікування діабету».