دانشمندان اولین گاو تراریخته جهان با توانایی تولید شیر حاوی انسولین را به دنیا آورده‌اند

گاو قهوه‌ای بی‌ادعایی از جنوب برزیل عنوان اولین گاو تراریخته را که می‌تواند انسولین حیوانی را در شیر خود تولید کند، به دست آورده است. این پیشرفت که به سرپرستی پژوهشگرانی از دانشگاه ایلینوی اربانا-شمپین و دانشگاه سائو پائولو حاصل شده است، می‌تواند نویدبخش عصری جدید در تولید انسولین باشد و روزی کمبود دارو و هزینه‌های بالای افراد مبتلا به دیابت را از بین ببرد.

مت ویلر، نویسنده اصلی مطالعه‌ی جدید منتشرشده در Biotechnology Journal که ایجاد گاو تولیدکننده انسولین را توصیف می‌کند، می‌گوید مادر طبیعت غده پستان را به‌عنوان کارخانه بسیار کارآمد تولید پروتئین طراحی کرده است و می‌توان از این سیستم برای تولید پروتئینی استفاده کرد که می‌تواند به صدها میلیون نفر در سراسر جهان کمک کند.

همکاران ویلر در برزیل قطعه‌ای از دی‌ان‌ای انسانی کدکننده پروانسولین (پروتئین پیش‌ساز شکل فعال انسولین) را وارد هسته سلول ده رویان گاو کردند. رویان‌ها در رحم گاوهای معمولی در برزیل کاشته شد و یک گوساله تراریخته متولد شد.

به لطف فناوری‌های به‌روزشده مهندسی ژنتیک، دی‌ان‌ای انسانی برای بیان در بافت پستان مورد هدف قرار گرفت (فرایندی که طی آن توالی‌های ژنی خوانده می‌شوند و به محصولات پروتئینی ترجمه می‌شوند). دی‌ان‌ای فقط در بافت پستان بیان می‌شود و انسولین انسانی در خون یا سایر بافت‌های گاو وجود ندارد.

به گزارش وب‌سایت دانشگاه ایلینوی اربانا-شمپین، وقتی گاو به بلوغ رسید، پژوهشگران سعی کردند با استفاده از تکنیک‌های استاندارد تلقیح مصنوعی او را باردار کنند، اما موفق نشدند. درعوض آن‌ها با استفاده از هورمون، گاو را وادار به تحریک شیردهی کردند. مقدار شیر تولیدی کمتر از مقدار شیری بود که در بارداری موفق تولید می‌شود. اگرچه، پروانسولین انسانی و به‌طور شگفت‌انگیزی انسولین در شیر قابل تشخیص بود. ویلر گفت: «هدف ما تولید پروانسولین و خالص‌سازی آن برای تولید انسولین بود. اما خود گاو این کار را انجام داد. گاو با نسبت حدود سه به یک، انسولین فعال به پروانسولین تولید می‌کند.»

انسولین و پروانسولین که باید برای استفاده استخراج و خالص‌سازی شود، در حد چند گرم در هر لیتر شیر بیان شد. اما از آنجایی که شیردهی به کمک هورمون القا شد و حجم شیر کمتر از حد انتظار بود، پژوهشگران نمی‌توانند به‌طور دقیق بگویند در طول شیردهی عادی چه مقدار انسولین تولید خواهد شد.

ویلر می‌گوید اگر گاو بتواند یک گرم انسولین در هر لیتر شیر تولید کند، با فرض تولید ۴۰ تا ۵۰ لیتر شیر در روز، مقدار زیادی انسولین به دست می‌آید. واحد معمول انسولین برابر ۰٫۰۳۴۷ میلی‌گرم است. این بدان معنا است که هر گرم معادل ۲۸٬۸۱۸ واحد انسولین است. این مقدار فقط برای یک لیتر است. گاو هلشتاین می‌تواند ۵۰ لیتر شیر در روز تولید کند.

پژوهشگران قصد دارند این گاو را مجدد شبیه‌سازی کنند و خوشبین هستند که در نسل بعد، ازنظر بارداری و چرخه کامل شیردهی به موفقیت بیشتری دست پیدا یابند. درنهایت، آن‌ها امیدوارند گاوهای نر تراریخته‌ای برای جفت‌گیری با ماده‌ها به‌وجود آورند و فرزندان تراریخته‌ای حاصل کنند که بتوانند برای ایجاد گله‌ای با هدف تولید شیر حاوی انسولین استفاده شوند.

ویلر می‌گوید حتی گله‌ای کوچک می‌تواند به سرعت از روش‌های موجود (باکتری‌ها و مخمرهای تراریخته) برای تولید انسولین پیشی بگیرد و به زیرساخت خاص یا تاسیسات خیلی تخصصی نیازی ندارد.

قبل از اینکه گاوهای تراریخته بتوانند انسولین را برای بیماران دیابتی تامین کنند، به سیستم کارآمدی برای جمع‌آوری و خالص‌سازی محصولات انسولین و همچنین تایید سازمان غذا و دارو نیاز است. اما ویلر اطمینان دارد آن روز فرا می‌رسد. او می‌گوید: «می‌توانم آینده‌ای را تجسم کنم که در آن گله‌ای ۱۰۰ راسی می‌تواند کل انسولین موردنیاز کشور را تامین کند.»