- Een genetisch gewijzigde bruine runderkoe heeft onlangs geschiedenis geschreven door menselijke insuline in zijn melk te produceren.
- Deze doorbraak op het gebied van diabetes zou de weg kunnen vrijmaken voor het verhogen van de insulineproductie, maar er is meer onderzoek nodig naar het gebruik van transgene koeien om humane insuline te produceren.
- Insuline is een cruciaal onderdeel van de diabetesbehandeling, maar is duur en niet altijd toegankelijk.
Diabetes is een aandoening die ontstaat wanneer het lichaam insuline niet goed kan produceren of gebruiken, wat leidt tot een onbalans van de bloedsuikerspiegel.
Veel mensen met diabetes gebruiken insuline, waardoor glucose uit voedsel de lichaamscellen binnendringt en de glucose in energie omzet.
Omdat de mondiale vraag naar insuline zo hoog is en insuline duur is, is het voor mensen vaak moeilijk om aan de insuline te komen die ze nodig hebben om hun diabetes onder controle te houden. Onderzoekers onderzoeken hoe de insulineproductie kan worden verhoogd, zodat deze gemakkelijker beschikbaar kan zijn voor degenen die het nodig hebben.
Voor het eerst hebben wetenschappers in Brazilië een bruine runderkoe genetisch gemodificeerd en humane insuline en pro-insuline, een voorloper van insuline, ontdekt in de ‘transgene’ koemelk.
De resultaten, gepubliceerd op 12 maart in Biotechnology Journal, wijzen op een mogelijke oplossing voor massaproductie van insuline, maar er is meer onderzoek nodig om deze bevindingen te bevestigen. Voorzichtigheid is ook geboden bij het gebruik van genetisch gemodificeerde dieren om de menselijke farmacologie te bevorderen.
Brett M. Sansbury, PhD, hoofdonderzoeker en leider van ontdekkingsonderzoek bij het Gene Editing Institute van ChristianaCare, gaf commentaar op de mogelijke implicaties van dit onderzoek voor ons:
“Genetische manipulatie heeft zoveel potentieel voor aanzienlijke vooruitgang in de manier waarop we ziekten begrijpen, diagnosticeren en behandelen. Deze studie benadrukt de belofte die dit veld heeft in toepassingen voor het verbeteren van de menselijke gezondheid. Hoewel de onderzoekers hier de praktische uitdagingen beschrijven die zij hebben ondervonden in deze proof-of-concept-studie, zouden de implicaties voor het vergroten van het aanbod van een essentieel medicijn, met het potentieel om het toegankelijker te maken voor een bredere bevolking die aan een zeer prominente ziekte lijdt, kunnen zijn. zeer impactvol zijn.”
Genetisch gemodificeerde koeien produceren humane insuline
Voor deze studie onderzochten onderzoekers of bepaalde genetische veranderingen bij koeien pro-insuline in hun melk konden produceren.
De onderzoekers merkten op dat genetische modificaties aan andere dieren om specifieke eiwitten te produceren in het verleden op andere onderzoeksgebieden succesvol waren geweest.
Koeien kunnen over een langere periode grote hoeveelheden melk produceren, wat zou kunnen helpen bij een hogere productie.
Onderzoekers gebruikten een proces dat somatische celkernoverdracht wordt genoemd om gespecialiseerde embryo’s te creëren. Het uiteindelijke doel was om de borstklieren van de resulterende nakomelingen te manipuleren om specifieke eiwitten in hun melk te produceren.
Onderzoekers waren in staat zeer specifieke transgene embryo’s te produceren die in koeien werden geïmplanteerd, waardoor met succes één transgene koe ontstond.
Onderzoekers probeerden vervolgens de transgene koe te impregneren, maar deze pogingen waren niet succesvol. Uiteindelijk brachten ze de koe hormonaal ertoe melk te produceren.
Na 21 dagen borstvoeding te hebben gegeven, verzamelden de onderzoekers de melk voor de volgende 30 dagen. Vervolgens voerden ze tests uit, met name Western blotting en massaspectrometrie, om de eiwitten in de melk te evalueren. Ze vergeleken de resultaten met die van niet-transgene melk.
De resultaten van de analyse vonden pro-insuline en insuline in de melk die ze van de transgene koe beoordeelden.
“We waren in staat om bioactieve menselijke insuline in koemelk te produceren”, studieauteur Dr. Matthew B. Wheeler, PhD, hoogleraar biotechnologie en ontwikkelingsbiologie aan het Carl R. Woese Institute for Genomic Biology aan de Universiteit van Illinois Urbana -Champaign, aan ons uitgelegd.
“Het doel was om een economische bron van insuline voor diabetespatiënten te produceren. Deze koe maakt zowel de voorlopervorm, pro-insuline als insuline, aan in de melk.”
Er is meer onderzoek nodig naar insulineproducerende koeien
De implicaties van deze bevindingen zouden ervoor kunnen zorgen dat insuline gemakkelijker beschikbaar is, wat de deur opent voor verder onderzoek dat de behandeling van diabetes zou kunnen verbeteren.
Deze nieuwe studie heeft echter verschillende beperkingen.
Ten eerste heeft het hele genetische modificatieproces slechts één koe opgeleverd die effectief insuline produceerde. Onderzoekers analyseerden ook slechts een specifiek deel van de melk, het deel dat oplosbare eiwitten bevatte. Onderzoekers moeten ook duidelijk maken welke enzymen hebben bijgedragen aan de omzetting van pro-insuline in insuline, dus toekomstig onderzoek zou dit ook kunnen onderzoeken.
“De grootste beperking van deze studie was dat lactatie nodig was om de koeien insuline te laten produceren, en transgene dieren hebben vaak moeite om op natuurlijke of kunstmatige wijze zwanger te worden,” merkte Dr. Splenser op.
“De onderzoekers moesten de koeien hormonaal stimuleren tot lactaat, waardoor er kleine hoeveelheden insulinehoudende melk werden geproduceerd. Hoewel de auteurs tekenen van pro-insuline en insuline in de koemelk hebben geïdentificeerd met behulp van Western blotting en massaspectroscopie, hebben ze niet bewezen of de bij de koeien geproduceerde insuline feitelijk in vitro of in vivo fysiologisch actief was,” voegde Dr. Splenser eraan toe.
Ethische overwegingen van transgene dieren
Sommige deskundigen zeggen dat het misschien niet nodig is om afhankelijk te zijn van genetisch gemodificeerde dieren om insuline te produceren.
“Sinds eind jaren zeventig wordt biosynthetische ‘menselijke insuline’ voornamelijk geproduceerd uit E.coli en gist,” vertelde Dr. Andres Splenser, een endocrinoloog bij Memorial Hermann in Houston, ons.
“Deze methode om insuline te produceren is menselijker en vereist geen gebruik van embryo’s of transgene dieren.”
Onderzoekers moeten een evenwicht vinden tussen alle ethische zorgen rond het produceren van transgene koeien en de daarmee samenhangende veiligheidsproblemen. De potentiële risico’s van het gebruik van genetisch gewijzigde dieren voor de menselijke farmacologie zijn niet goed bekend.
Dr. Wheeler was optimistisch, maar merkte op dat dit onderzoek nog een lange weg te gaan heeft:
“Op een dag kunnen we misschien melk gebruiken als bron van cruciale medische eiwitten voor menselijke patiënten en misschien zelfs een manier ontwikkelen om diabetespatiënten insuline te geven zonder injecties. Dat duurt echter nog een aantal jaren. Dit is een proof of concept-studie die is gepubliceerd. We moeten meer dieren produceren en bepalen hoeveel insuline ze kunnen produceren en hoe effectief die insuline is voor de behandeling van diabetes.”
Discussion about this post