Una mucca bruna del sud del Brasile è entrata nella storia come la prima mucca transgenica capace di produrre insulina umana nel suo latte. Il progresso potrebbe annunciare una nuova era nella produzione di insulina.
Quasi 500 milioni di persone in tutto il mondo soffrono di diabete di tipo 2, causato principalmente da cattiva alimentazione, obesità e mancanza di attività fisica, e si stima che 200 milioni di loro dipendano dalla terapia insulinica per la propria salute. Inoltre, ci sono circa nove milioni di persone con diabete di tipo 1 perché il loro pancreas non produce insulina perché il sistema immunitario attacca le cellule insulari del pancreas. La crescente domanda mondiale di insulina umana, che sta crescendo a passi da gigante, costa agli assicuratori sanitari centinaia di miliardi e, nei paesi poveri, alcuni pazienti non ricevono il farmaco di cui hanno bisogno. Ora, una bovina bruna del sud del Brasile è entrata nella storia come la prima mucca transgenica capace di produrre insulina umana nel suo latte. Il progresso, guidato da ricercatori dell’Università dell’Illinois Urbana-Champaign e dell’Universidade de São Paulo, potrebbe inaugurare una nuova era nella produzione di insulina, eliminando finalmente la scarsità di farmaci e gli alti costi per le persone che vivono con il diabete. “Madre Natura ha progettato la ghiandola mammaria come una fabbrica per produrre proteine in modo davvero, davvero efficiente. Possiamo trarre vantaggio da questo sistema per produrre una proteina che può aiutare centinaia di milioni di persone in tutto il mondo”, ha affermato Matt Wheeler, professore di scienze animali presso l’Università dell’Illinois. Wheeler è l’autore principale di un nuovo studio del Biotechnology Journal intitolato “Produzione di proinsulina umana nel latte di bovini transgenici”, che ha descritto lo sviluppo della mucca produttrice di insulina, un risultato dimostrativo che potrebbe essere ampliato dopo ulteriori test e l’approvazione della Food and Drug Administration (FDA) statunitense. I colleghi di Wheeler in Brasile hanno inserito un segmento di DNA umano che codifica per la proinsulina – la proteina precursore della forma attiva dell’insulina – nei nuclei cellulari di 10 embrioni di mucca. Questi furono impiantati negli uteri di mucche normali in Brasile e nacque un vitello transgenico. Grazie alla tecnologia aggiornata dell’ingegneria genetica, il DNA umano è stato preso di mira per l’espressione – il processo mediante il quale le sequenze genetiche vengono lette e tradotte in prodotti proteici – solo nel tessuto mammario. “Ai vecchi tempi, semplicemente spingevamo il DNA e speravamo che venisse espresso dove volevi”, ha ricordato Wheeler. “Possiamo essere molto più strategici e mirati in questi giorni. L’utilizzo di un costrutto di DNA specifico per il tessuto mammario significa che non c’è insulina umana circolante nel sangue della mucca o in altri tessuti. Sfrutta inoltre la capacità della ghiandola mammaria di produrre grandi quantità di proteine.
Quando la mucca raggiunse la maturità, il team tentò senza successo di metterla incinta utilizzando tecniche standard di inseminazione artificiale. Invece, hanno stimolato la sua prima allattamento usando gli ormoni. L’allattamento ha prodotto latte, ma una quantità inferiore a quella che si otterrebbe dopo una gravidanza riuscita. Tuttavia, nel latte erano rilevabili la proinsulina umana e, sorprendentemente, l’insulina. “Il nostro obiettivo era produrre proinsulina, purificarla in insulina e partire da lì. Ma sostanzialmente la mucca lo ha elaborato da sola. Produce circa tre a uno di insulina biologicamente attiva e proinsulina”, ha detto Wheeler. “La ghiandola mammaria è una cosa magica.” L’insulina e la proinsulina che dovrebbero essere estratte e purificate per l’uso sono state espresse in pochi grammi per litro nel latte, ma poiché l’allattamento è stato indotto ormonalmente e il volume del latte era inferiore al previsto, il team non può dire esattamente come molta insulina verrebbe prodotta in una tipica lattazione. In via cautelativa, Wheeler afferma che se una mucca potesse produrre un grammo di insulina per litro e una tipica Holstein producesse da 40 a 50 litri al giorno, si tratterebbe di molta insulina. Soprattutto perché l’unità tipica dell’insulina è pari a 0,0347 milligrammi. “Ciò significa che ogni grammo equivale a 28.818 unità di insulina”, ha detto Wheeler. “Ed è solo un litro; Le Holstein possono produrre 50 litri al giorno. Puoi fare i conti.” I membri del team intendono clonare nuovamente la mucca e sono ottimisti sul fatto che otterranno maggiori successi con la gravidanza e i cicli di allattamento completi nella prossima generazione. Alla fine, sperano di creare tori transgenici da accoppiare con le femmine, creando una prole transgenica che possa essere utilizzata per creare una mandria appositamente creata. Wheeler sostiene che anche un piccolo allevamento potrebbe rapidamente superare i metodi esistenti – lieviti e batteri transgenici – per la produzione di insulina e potrebbe farlo senza dover creare strutture o infrastrutture altamente tecniche. “Per quanto riguarda la produzione di massa di insulina nel latte, sarebbero necessarie strutture specializzate e di alto livello sanitario per il bestiame, ma non sarebbe molto difficile per la nostra consolidata industria lattiero-casearia”, ha affermato Wheeler. “Sappiamo cosa stiamo facendo con le mucche.” Prima che le mucche transgeniche possano fornire insulina ai diabetici di tutto il mondo, sarebbe necessario un sistema efficiente per raccogliere e purificare i prodotti insulinici e l’approvazione della FDA, ma Wheeler è fiducioso che quel giorno arriverà. “Potrei vedere un futuro in cui una mandria di 100 capi, equivalente a un piccolo caseificio dell’Illinois o del Wisconsin, potrebbe produrre tutta l’ insulina necessaria per il paese “, ha affermato. “E una mandria più grande? Potresti produrre la fornitura mondiale in un anno.
