Sütünde insan insülin proteinleri üretebilen inekler tasarlanabilir mi?

Bilim insanları yeni bir keşfin izinde: Sütünde insan insülin proteinleri üretebilen inekler tasarlanabilir mi? Genetiği değiştirilmiş inek, sütünde ihtiyaç olan insan insülin proteinini üretti. Bilim insanlarını heyecanlandıran bu gelişmenin bu tür sığırlardan oluşan bir sürünün insulin tedarik sorununu çözeceği düşünülüyor. 

Eğer böyle bir sürü yapılabilirse – ne kadar bunun için uzak olsa da- genetiği değiştirilmiş maya ve bakterilerle yapılan mevcut üretimle rekabet edebileceği düşünülüyor. 

İnsülin ve diyabetteki rolü 1921’de keşfedildi ve birçok diyabet hastası sığır ve domuzların pankreasından üretilen insülin ile tedavi edildi. Ancak 1978’de genetik olarak modifiye edilmiş E. Coli bakterisi üzerinden ilk kez ‘insan’ insulin proteini üretildi. E. Coli bakterisi, bakteri ile süreci aynı olan maya da aynı şekilde, bugün ana tedavi kaynağıdırlar.

Sütünde insan insülin proteinleri üretebilen inekler tasarlanabilir mi?

Evet, genetiği değiştirilmiş inekler tasarlanabilir ve üretilebilir, böylece sütlerinde insan insülin proteinleri üretebilirler. Bu gelişme, Illinois Urbana-Champaign Üniversitesi’nden bir araştırma ekibi tarafından yapılan çalışmada kanıtlanmıştır. Araştırmacılar, belirli bir insan DNA segmentini inek embriyolarının hücre çekirdeklerine yerleştirerek bu sonucu elde etmişlerdir. Bu yöntemle, insülinin tedarikinde ineklerin kullanılması, mevcut genetiği değiştirilmiş maya ve bakterilerle yapılan üretim yöntemleriyle rekabet edebilecek bir potansiyele sahiptir.

İlgini çekebilir: Laktoz İntoleransı Nedir? Nasıl Gelişti?

İnsülin tedariği için ineklere dönülmesi yeni değil, yeni çalışmada ilk kez ‘insan’ insülin üretimi genetiği değiştirilmiş sığırda başarılı olduğu anlamına geliyor.

Illinois Urbana-Champaign Üniversitesi’nden hayvan bilimci Matt Wheeler liderliğindeki araştırma ekibi, pro-insülini (insüline dönüştürülen bir protein) kodlayan belirli bir insan DNA segmentini 10 inek embriyosunun hücre çekirdeğine yerleştirdi ve bunlar daha sonra normal ineklerin rahimlerine yerleştirildi.

Yenilikçi bir yaklaşımla hormonal indüksiyon yöntemi

Bu genetiği değiştirilmiş embriyolardan sadece bir tanesi gebeliğe dönüşerek, transgenik bir buzağının doğumunu sağladı. Olgunluğa ulaştığında, genetiği değiştirilmiş ineği suni tohumla tüp bebek ve hatta eski yöntemlerle hamile bırakmak için çeşitli girişimlerde bulundu. Hiçbiri başarılı olamadı, ancak ekip bunun genetiği değiştirilmiş olmasından ziyade embriyonun nasıl oluşturulduğu ilgili olabileceğini belirtiyor.

Sonunda, São Paulo Üniversitesi’nden hayvan üreme teknoloğu Pietro Baruselli’ye atfedilen ve açıklanmayan bir yöntem kullanarak hormonal indüksiyon yoluyla ineğin laktat olmasını sağlamayı başardılar.

İnek, hamilelikte olduğu kadar süt üretmedi ancak bir ay boyunca ürettiği az miktardaki süt, western blot ve kütle spektrometresi kullanılarak belirli proteinleri aramak için incelendi.

İlgini çekebilir: Doktorlar kız çocuğunun kafasının içinden “ikizinin fetüsünü” çıkardı!

Blotlama, transgenik olmayan ineklerin sütünde bulunmayan insan proinsülini ve insülinine benzer moleküler kütlelere sahip iki bant ortaya çıkardı. Kütle spektrometresi, insülin oluşturma sürecinde insan proinsülininden çıkarılan C-peptidinin varlığını göstermiştir; bu da inek sütündeki enzimlerin ‘insan’ proinsülinini insüline dönüştürmüş olabileceğini düşündürmektedir.

Ölçeklendirilebilirlik ve gelecek perspektifi

Wheeler, ‘’Hedefimiz, proinsülin elde etmek ve insüline saflaştırmak ve buradan devam etmekti. Ancak inek temelde bunu kendisi işledi. Biyolojik aktif insülini proinsüline yaklaşık üçte bir oranında dönüştürüyor.’’ diyor. 

2014 yılında, sütlerinde litre başına 8,1 grama kadar insan proinsülini bulunan farelerde de benzer bir genetik modifikasyon gerçekleştirilmişti. Bu yeni çalışmada karşılaştırılabilir konsantrasyonlar rapor edilmedi, ancak bu Wheeler’ı ölçek büyütmeyi düşünmekten alıkoymadı.

Tipik bir insülin birimi 0,0347 miligramdır, dolayısıyla Wheeler’ın önerdiği gibi her inek litre süt başına bir gram insülin üretebilseydi, bu 28.818 birim insülin anlamına gelirdi.

Wheeler, “Sığırlar için özel, yüksek sağlık statüsüne sahip tesislere ihtiyacınız olacak, ancak bu, köklü süt endüstrimiz için çok sıra dışı bir şey değil. 100 başlık bir sürünün… ülke için gereken tüm insülini üretebileceği bir gelecek görebiliyorum. Peki ya daha büyük bir sürü? Bir yıl içinde tüm dünyanın ihtiyacını karşılayabilirsiniz.” diyor.

Referanslar: Cockerill, J. (2024, March 18). Scientists Engineer Cow That Makes Human Insulin Proteins in Its Milk : ScienceAlert. ScienceAlert. https://www.sciencealert.com/scientists-engineer-cow-that-makes-human-insulin-proteins-in-its-milk
Monzani, P. S., Sangalli, J. R., Sampaio, R. V., Guemra, S., Zanin, R., Adona, P. R., Berlingieri, M. A., Cunha‐Filho, L. F. C., Ocampo, I. Y. M., Pirovani, C. P., Meirelles, F. V., Wheeler, M. B., & Ohashi, O. M. (2024, March 1). Human proinsulin production in the milk of transgenic cattle. Biotechnology Journal. https://doi.org/10.1002/biot.202300307