- En genetiskt förändrad brun ko skapade nyligen historia genom att producera humaninsulin i sin mjölk.
- Detta diabetesgenombrott skulle kunna bana väg för att öka insulinproduktionen, men mer forskning om att använda transgena kor för att producera humant insulin behövs.
- Insulin är en avgörande komponent i diabeteshanteringen, men det är dyrt och inte alltid tillgängligt.
Diabetes är ett tillstånd som utvecklas när kroppen inte kan producera eller använda insulin på rätt sätt, vilket leder till obalans i blodsockernivån.
Många personer med diabetes tar insulin, vilket hjälper glukos från maten att komma in i kroppens celler och omvandla glukosen till energi.
Eftersom den globala efterfrågan på insulin är så hög och insulin är dyrt, är det ofta svårt för människor att få det insulin de behöver för att hantera sin diabetes. Forskare undersöker hur man kan öka insulinproduktionen så att det kan vara mer lättillgängligt för dem som behöver det.
För första gången förändrade forskare genetiskt en brun ko i Brasilien och upptäckte humant insulin och proinsulin, ett insulinprekursor, i denna “transgena” komjölk.
Resultaten, som publicerades den 12 mars i Biotechnology Journal, indikerar en potentiell lösning för massproducerat insulin, men mer forskning är motiverad för att bekräfta dessa fynd. Försiktighet kring användning av genetiskt modifierade djur för att främja human farmakologi krävs också.
Brett M. Sansbury, PhD, huvudforskare och ledare för upptäcktsforskning vid ChristianaCares Gene Editing Institute, kommenterade de potentiella konsekvenserna av denna forskning för oss:
“Genteknik har så mycket potential för betydande framsteg i hur vi förstår, diagnostiserar och behandlar sjukdomar. Denna studie belyser det löfte som detta område har i tillämpningar för att förbättra människors hälsa. Medan forskarna här beskriver de praktiska utmaningarna de upplevde i denna proof-of-concept-studie, kan konsekvenserna för att öka utbudet av ett viktigt läkemedel, med potential att göra det mer tillgängligt för en bredare befolkning som lider av en mycket framträdande sjukdom, vara väldigt påverkande.”
Genetiskt modifierad ko producerar humant insulin
För denna studie undersökte forskare om vissa genetiska förändringar hos kor kunde producera proinsulin i deras mjölk.
Forskarna noterade att genetiska modifieringar av andra djur för att producera specifika proteiner hade varit framgångsrika inom andra forskningsområden tidigare.
Kor kan producera stora mängder mjölk under långa tidsramar, vilket kan bidra till ökad produktion.
Forskare använde en process som kallas somatisk cellkärnöverföring för att skapa specialiserade embryon. Det slutliga målet var att manipulera bröstkörtlarna hos den resulterande avkomman för att producera specifika proteiner i deras mjölk.
Forskare kunde producera mycket specifika transgena embryon som implanterades i kor, vilket framgångsrikt skapade en transgen ko.
Forskare försökte sedan impregnera den transgena kon, men dessa försök misslyckades. Till slut fick de kon att producera mjölk hormonellt.
Efter att ha tillåtit 21 dagars amning, samlade forskarna mjölken för de kommande 30 dagarna. De utförde sedan tester, speciellt Western blotting och masspektrometri, för att utvärdera proteinerna som finns i mjölken. De jämförde resultaten med de från icke-transgen mjölk.
Analysens resultat fann proinsulin och insulin i mjölken som de utvärderade från den transgena kon.
“Vi kunde producera bioaktivt humaninsulin i komjölk,” studieförfattaren Dr. Matthew B. Wheeler, PhD, professor i bioteknik och utvecklingsbiologi från Carl R. Woese Institute for Genomic Biology vid University of Illinois Urbana -Champaign, förklarade för oss.
“Syftet var att producera en ekonomisk källa till insulin för diabetespatienter. Den här kon tillverkar både prekursorformen, proinsulin och insulin i sin mjölk.”
Mer forskning om insulinproducerande kor behövs
Konsekvenserna av dessa fynd kan göra insulin mer lättillgängligt, vilket öppnar dörren för ytterligare forskning som kan förbättra diabetesbehandlingar.
Denna nya studie har dock flera begränsningar.
För det första producerade hela den genetiska modifieringsprocessen bara en ko som effektivt producerade insulin. Forskare analyserade också bara en specifik del av mjölken, den del som innehöll lösliga proteiner. Forskare måste också klargöra vilka enzymer som hjälpte till att omvandla proinsulin till insulin, så framtida forskning kan också utforska detta.
“Den största begränsningen av denna studie var att laktation var nödvändigt för att korna skulle producera insulin, och transgena djur har ofta svårt att bli gravida på naturliga eller konstgjorda sätt,” noterade Dr Splenser.
– Forskarna var tvungna att hormonellt stimulera korna till laktat, vilket ledde till att små mängder insulinhaltig mjölk producerades. Även om författarna identifierade tecken på proinsulin och insulin i komjölken med hjälp av Western blotting och masspektroskopi, bevisade de inte om insulinet som producerades i korna faktiskt var fysiologiskt aktivt in vitro eller in vivo, tillade Dr Splenser.
Etiska överväganden av transgena djur
Vissa experter säger att det kanske inte är nödvändigt att förlita sig på genetiskt modifierade djur för att producera insulin.
“Sedan slutet av 1970-talet har biosyntetiskt ‘humaninsulin’ huvudsakligen framställts från E.coli och jäst,” berättade Dr Andres Splenser, endokrinolog vid Memorial Hermann i Houston.
“Denna metod för att producera insulin är mer human och kräver inte användning av embryon eller transgena djur.”
Forskare måste balansera alla etiska problem med att producera transgena kor och relaterade säkerhetsproblem. De potentiella riskerna med att använda genetiskt förändrade djur för human farmakologi är inte väl förstått.
Dr Wheeler var optimistisk men noterade att denna forskning fortfarande har en lång väg kvar att gå:
“En dag kanske vi kan använda mjölk som en källa till kritiska medicinska proteiner för mänskliga patienter och kanske till och med utveckla ett sätt att ge insulin till diabetespatienter utan injektioner. Det är dock ett antal år kvar. Detta är en proof of concept-studie som publicerades. Vi måste producera fler djur och bestämma mängden insulin de kan producera och effektiviteten av det insulinet för att behandla diabetes.”
