- Недавно генетически измененная коричневая бычья корова вошла в историю, производя в своем молоке человеческий инсулин.
- Этот прорыв в области диабета может проложить путь к увеличению производства инсулина, но необходимы дополнительные исследования по использованию трансгенных коров для производства человеческого инсулина.
- Инсулин является важнейшим компонентом лечения диабета, но он дорог и не всегда доступен.
Диабет — это состояние, которое развивается, когда организм не может должным образом вырабатывать или использовать инсулин, что приводит к дисбалансу уровня сахара в крови.
Многие люди с диабетом принимают инсулин, который помогает глюкозе из пищи проникать в клетки организма и превращать глюкозу в энергию.
В 2021 году
Поскольку глобальный спрос на инсулин настолько высок, а инсулин дорог, людям часто бывает трудно получить инсулин, необходимый для лечения диабета. Исследователи изучают, как увеличить выработку инсулина, чтобы он был более доступен тем, кто в нем нуждается.
Впервые ученые генетически изменили коричневую бычью корову в Бразилии и обнаружили в «трансгенном» коровьем молоке человеческий инсулин и проинсулин, предшественник инсулина.
Результаты, опубликованные 12 марта в
Не участвовавший в исследовании Бретт М. Сэнсбери, доктор философии, главный исследователь и руководитель исследований в Институте редактирования генов ChristianaCare, прокомментировал потенциальные последствия этого исследования для Медицинские новости сегодня:
«Генная инженерия имеет огромный потенциал для значительного прогресса в том, как мы понимаем, диагностируем и лечим болезни. Это исследование подчеркивает перспективность применения этой области в улучшении здоровья человека. В то время как здесь исследователи описывают практические проблемы, с которыми они столкнулись в этом исследовании, подтверждающем концепцию, последствия увеличения поставок основного лекарства с потенциалом сделать его более доступным для более широкого населения, страдающего от очень распространенного заболевания, могут быть очень впечатляющим».
Генетически модифицированная корова производит человеческий инсулин
В рамках этого исследования исследователи изучали, могут ли определенные генетические изменения коров производить проинсулин в их молоке.
Они отметили, что генетические модификации других животных для производства определенных белков в прошлом были успешными в других областях исследований.
Коровы могут производить большое количество молока в течение длительного периода времени, что может способствовать увеличению производства.
Исследователи использовали процесс под названием
Исследователи смогли получить высокоспецифичные трансгенные эмбрионы, которые были имплантированы коровам, в результате чего была успешно создана одна трансгенная корова.
Затем исследователи попытались оплодотворить трансгенную корову, но эти попытки оказались безуспешными. В конце концов они гормонально заставили корову производить молоко.
После 21 дня лактации исследователи собирали молоко в течение следующих 30 дней. Затем они провели тесты, в частности вестерн-блоттинг и масс-спектрометрию, чтобы оценить белки, присутствующие в молоке. Они сравнили результаты с результатами нетрансгенного молока.
Результаты анализа обнаружили проинсулин и инсулин в молоке, полученном от трансгенной коровы.
«Мы смогли производить биоактивный человеческий инсулин в коровьем молоке», — автор исследования доктор Мэтью Б. Уилер, доктор философии, профессор биотехнологии и биологии развития Института геномной биологии Карла Р. Вёзе при Университете Иллинойса в Урбане. — Шампанское, объяснил МНТ.
«Цель заключалась в том, чтобы произвести экономичный источник инсулина для пациентов с диабетом. Корова вырабатывает в своем молоке как предшественники, так и проинсулин».
Необходимы дополнительные исследования коров, производящих инсулин
Последствия этих результатов могут сделать инсулин более доступным, открывая двери для дальнейших исследований, которые могут улучшить лечение диабета.
Однако это новое исследование имеет несколько ограничений.
Во-первых, в результате всего процесса генетической модификации была получена только одна корова, которая эффективно производила инсулин. Исследователи также проанализировали только определенную часть молока, ту часть, которая содержала растворимые белки. Также необходимо выяснить, какие ферменты помогают превращать проинсулин в инсулин, чтобы будущие исследования также могли изучить этот вопрос.
«Самым большим ограничением исследования было то, что коровам требовалась лактация для выработки инсулина, а трансгенным животным часто было трудно забеременеть естественным или искусственным путем», — отметил доктор Спленсер.
«Исследователям пришлось гормонально стимулировать коров к выработке лактата, что привело к производству небольшого количества инсулиносодержащего молока. Хотя авторы выявили признаки проинсулина и инсулина в коровьем молоке с помощью вестерн-блоттинга и масс-спектроскопии, они не доказали, был ли инсулин, вырабатываемый коровами, действительно физиологически активен in vitro или in vivo», — добавил доктор Спленсер.
Будущие исследования могут повторить эти результаты и изучить, как это можно применить к клинической практике.
Этические соображения в отношении трансгенных животных
Некоторые эксперты говорят, что использование генетически модифицированных животных для производства инсулина, возможно, не является необходимым.
«С конца 1970-х годов биосинтетический «человеческий инсулин» производится в основном из кишечной палочки и дрожжей», — рассказал не участвовавший в исследовании доктор Андрес Спленсер, эндокринолог из Memorial Hermann в Хьюстоне. МНТ.
«Этот метод производства инсулина более гуманен и не требует использования эмбрионов или трансгенных животных».
Исследователи должны сбалансировать любые этические проблемы производства трансгенных коров и связанные с ними проблемы безопасности. Потенциальные риски использования генетически измененных животных для фармакологии человека недостаточно изучены.
Доктор Уиллер был настроен оптимистично, но отметил, что исследованиям еще предстоит пройти долгий путь:
«Однажды мы сможем использовать молоко в качестве источника важнейших медицинских белков для пациентов и, возможно, даже разработать способ введения инсулина пациентам с диабетом без инъекций. Однако это произойдет через несколько лет. Это доказательство концептуального исследования, которое было опубликовано. Нам нужно произвести больше животных и определить количество инсулина, которое они смогут производить, и эффективность этого инсулина для лечения диабета».