Учёные утверждают, что молоко от генетически модифицированных коров может стать новыми источником человеческого инсулина и решить проблему его нехватки во всём мире.
Рост спроса обусловлен увеличением количества людей с заболеваниями, требующими применения инсулина. диабетомСогласно данным ВОЗ за 2021 год, более 529 миллионов человек страдали хроническим заболеванием, развивающимся из-за недостаточного выработки инсулина поджелудочной железой или неэффективного его использования организмом. К 2050 году число больных может возрасти до 1,5 миллиарда. Потребность в инсулине сохраняется, поскольку при сахарном диабете необходима инсулинотерапия, главным образом при первом типе заболевания, когда выработка этого гормона поджелудочной железой снижается или прекращается вовсе.
Исследователи из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне (США) и Университета Сан-Паулу (Бразилия) могут помочь пополнить запасы. Успех пришёл им при выведении первой трансгенной, то есть… генетически модифицированнуюКрове, производящая молоко с человеческим инсулином. опубликована в журнале The Biotechnology Journal.
Профессор Мэтт Уилер, главный автор исследования, подчеркнул: природа создала молочную железу как эффективную фабрику для производства белка, и мы можем использовать эту систему, чтобы помочь сотням миллионов людей во всем мире.
Бразильские учёные с помощью псевдолентивируса внедрили в клетки 10 эмбрионов коров сегмент ДНК человека, отвечающий за производство проинсулина — полипептидного гормона, предшественника инсулина. Эмбрионы были имплантированы в матку коровы, что привело к рождению одного трансгенного телёнка.
По достижении половой зрелости животное учёные попытались оплодотворить с помощью искусственного осеменения, однако не добились успеха. В связи с этим команда решила стимулировать корову к лактации гормональными препаратами. Через 21 день началось выделение молока, которое в течение месяца исследователи доили и собирали для масс-спектрометрического анализа и вестерн-блоттинга.
Начальной задачей было получение инсулина из проинсулина и его очистка. Исследования выявили человеческий инсулин в молоке в большем количестве, чем проинсулина. В образцах также обнаружили протеазы, превращающие проинсулин в инсулин, и фермент, расщепляющий инсулин, способный разрушать рекомбинантный белок.
В трансгенном молоке обнаружены концентрации инсулина и проинсулина в несколько граммов на литр. Неизвестно, сколько инсулина вырабатывается при естественном молокоотделении, поскольку животному были даны гормоны, а количество молока оказалось меньше прогнозируемого. Уиллер полагает, что если корова сможет производить один грамм инсулина на литр, это будет достаточно, ведь в норме одна особь может давать до 30-40 литров молока в сутки. Одна международная единица инсулина (1 МЕ) биологически эквивалентна 34,7 микрограмма чистого кристаллического инсулина.
Ученые стремятся клонировать корову, добиться искусственного оплодотворения и вывести трансгенных быков для спаривания с самками и получения потомства. По мнению Уилера, даже небольшое генетически модифицированное стадо будет способно превзойти существующие методы производства инсулина — с помощью трансгенных дрожжей и бактерий. Для этого не потребуется специального оборудования или инфраструктуры, достаточно только подходящих условий для содержания крупного рогатого скота.
Для обеспечения диабетиков инсулином от генетически модифицированных коров нужно организовать эффективный сбор и очистку препарата, а также получить разрешение контролирующих органов.