- Geneettisesti muunneltu ruskea nautalehmä teki äskettäin historiaa tuottamalla ihmisinsuliinia maidossa.
- Tämä diabeteksen läpimurto voisi tasoittaa tietä insuliinituotannon lisäämiselle, mutta tarvitaan lisää tutkimusta siirtogeenisten lehmien käytöstä ihmisinsuliinin tuottamiseen.
- Insuliini on tärkeä osa diabeteksen hallintaa, mutta se on kallista eikä aina saatavilla.
Diabetes on tila, joka kehittyy, kun elimistö ei pysty tuottamaan tai käyttämään insuliinia kunnolla, mikä johtaa verensokeritasojen epätasapainoon.
Monet diabeetikot ottavat insuliinia, joka auttaa ruoasta saatavaa glukoosia pääsemään kehon soluihin ja muuttamaan glukoosin energiaksi.
Koska insuliinin maailmanlaajuinen kysyntä on niin suuri ja insuliini on kallista, ihmisten on usein vaikea saada insuliinia, jota he tarvitsevat diabeteksen hoitoon. Tutkijat tutkivat, miten insuliinin tuotantoa voidaan lisätä, jotta se olisi helpommin sitä tarvitsevien saatavilla.
Ensimmäistä kertaa tutkijat muuttivat geneettisesti ruskeaa nautalehmää Brasiliassa ja löysivät ihmisinsuliinin ja proinsuliinin, insuliinin esiasteen, tästä “siirtogeenisestä” lehmänmaidosta.
Biotechnology Journalissa 12. maaliskuuta julkaistut tulokset osoittavat mahdollisen ratkaisun massatuotetulle insuliinille, mutta lisätutkimusta tarvitaan näiden havaintojen vahvistamiseksi. Varovaisuutta tarvitaan myös geneettisesti muunnettujen eläinten käytössä ihmisen farmakologian edistämiseksi.
Brett M. Sansbury, PhD, johtava tutkija ja löytötutkimuksen johtaja ChristianaCare’s Gene Editing Institutessa, kommentoi tämän tutkimuksen mahdollisia vaikutuksia meille:
“Geenitekniikalla on niin paljon potentiaalia merkittäviin edistysaskeliin sairauksien ymmärtämisessä, diagnosoinnissa ja hoidossa. Tämä tutkimus korostaa tämän alan lupauksia ihmisten terveyden parantamisessa. Vaikka tutkijat kuvailevat tässä proof-of-concept-tutkimuksessa kohtaamiaan käytännön haasteita, vaikutukset välttämättömän lääkkeen tarjonnan lisäämiseen, jotka voivat tehdä siitä helpommin saataville laajemmalle väestölle, joka kärsii erittäin merkittävästä sairaudesta, voisi olla erittäin vaikuttava.”
Geneettisesti muunneltu lehmä tuottaa ihmisinsuliinia
Tätä tutkimusta varten tutkijat selvittivät, voisivatko lehmien tietyt geneettiset muutokset tuottaa proinsuliinia maidossa.
Tutkijat totesivat, että muiden eläinten geneettiset modifikaatiot tiettyjen proteiinien tuottamiseksi olivat onnistuneet muilla tutkimusalueilla aiemmin.
Lehmät voivat tuottaa suuria määriä maitoa pitkällä aikavälillä, mikä voi auttaa lisäämään tuotantoa.
Tutkijat käyttivät prosessia, jota kutsutaan somaattisten solujen tuman siirroksi erikoistuneiden alkioiden luomiseksi. Lopullisena tavoitteena oli manipuloida tuloksena olevien jälkeläisten maitorauhasia tuottamaan erityisiä proteiineja maidossa.
Tutkijat pystyivät tuottamaan erittäin spesifisiä siirtogeenisiä alkioita, jotka istutettiin lehmiin, ja onnistuivat luomaan yhden siirtogeenisen lehmän.
Seuraavaksi tutkijat yrittivät kyllästää siirtogeenisen lehmän, mutta nämä yritykset epäonnistuivat. Lopulta ne saivat lehmän tuottamaan maitoa hormonaalisesti.
21 päivän imetyksen jälkeen tutkijat keräsivät maitoa seuraavan 30 päivän ajan. Sitten he suorittivat testejä, erityisesti Western blot -menetelmää ja massaspektrometriaa, arvioidakseen maidon sisältämiä proteiineja. He vertasivat tuloksia ei-siirtogeenisestä maidosta saatuihin tuloksiin.
Analyysin tulokset löysivät proinsuliinia ja insuliinia maidosta, jonka he arvioivat siirtogeenisestä lehmästä.
“Pystyimme tuottamaan bioaktiivista ihmisinsuliinia lehmänmaidossa”, tutkimuksen kirjoittaja Dr. Matthew B. Wheeler, PhD, biotekniikan ja kehitysbiologian professori Carl R. Woesen genomibiologian instituutista Illinois Urbanan yliopistossa. – Champaign, selitti meille.
”Tarkoituksena oli tuottaa taloudellinen insuliinilähde diabeetikoille. Tämä lehmä tuottaa maidossa sekä esiastemuodon, proinsuliinin että insuliinin.”
Lisää tutkimusta insuliinia tuottavista lehmistä tarvitaan
Näiden löydösten vaikutukset voisivat tehdä insuliinista helpommin saatavilla, mikä avaa oven lisätutkimukselle, joka voisi parantaa diabeteksen hoitoja.
Tällä uudella tutkimuksella on kuitenkin useita rajoituksia.
Ensinnäkin koko geneettinen muunnosprosessi tuotti vain yhden lehmän, joka tuotti tehokkaasti insuliinia. Tutkijat analysoivat myös vain tietyn osan maidosta, osan, joka sisälsi liukoisia proteiineja. Tutkijoiden on myös selvitettävä, mitkä entsyymit auttoivat muuttamaan proinsuliinia insuliiniksi, joten tuleva tutkimus voisi myös tutkia tätä.
“Tämän tutkimuksen suurin rajoitus oli, että laktaatio oli välttämätöntä, jotta lehmät tuottavat insuliinia, ja siirtogeenisillä eläimillä on usein vaikeuksia tulla raskaaksi luonnollisin tai keinotekoisin keinoin”, tohtori Splenser huomautti.
”Tutkijat joutuivat hormonaalisesti stimuloimaan lehmiä laktaamaan, mikä johti siihen, että insuliinipitoista maitoa syntyi pieniä määriä. Vaikka kirjoittajat tunnistivat merkkejä proinsuliinista ja insuliinista lehmänmaidosta Western blottingin ja massaspektroskopian avulla, he eivät osoittaneet, oliko lehmissä tuotettu insuliini todella fysiologisesti aktiivista in vitro vai in vivo”, tohtori Splenser lisäsi.
Siirtogeenisten eläinten eettiset näkökohdat
Jotkut asiantuntijat sanovat, että geneettisesti muunnettujen eläinten käyttäminen insuliinin tuotannossa ei ehkä ole välttämätöntä.
“1970-luvun lopusta lähtien biosynteettistä “ihmisinsuliinia” on tuotettu pääasiassa E. colista ja hiivasta”, tohtori Andres Splenser, Houstonissa sijaitsevan Memorial Hermannin endokrinologi, kertoi meille.
“Tämä menetelmä insuliinin tuottamiseksi on inhimillisempää eikä vaadi alkioiden tai siirtogeenisten eläinten käyttöä.”
Tutkijoiden on tasapainotettava kaikki siirtogeenisten lehmien tuotantoon liittyvät eettiset huolenaiheet ja niihin liittyvät turvallisuusnäkökohdat. Geneettisesti muunnettujen eläinten käytön mahdollisia riskejä ihmisen farmakologiassa ei tunneta hyvin.
Tohtori Wheeler oli optimistinen, mutta totesi, että tällä tutkimuksella on vielä pitkä matka tehtävänä:
”Jonain päivänä voimme ehkä käyttää maitoa kriittisten lääketieteellisten proteiinien lähteenä ihmispotilaille ja ehkä jopa kehittää tavan tarjota insuliinia diabeetikoille ilman injektioita. Se on kuitenkin muutaman vuoden päässä. Tämä on todiste konseptitutkimuksesta, joka julkaistiin. Meidän on tuotettava enemmän eläimiä ja määritettävä insuliinin määrä, jonka ne voivat tuottaa, ja insuliinin tehokkuus diabeteksen hoidossa.
