Jak už název napovídá, nebudeme se dnes bavit o známé dětské písničce, ale o průlomu v léčbě cukrovky. Cukrovka, tedy diabetes mellitus, je závažné chronické autoimunitní onemocnění, kterým celosvětově trpí stovky milionů lidí. Ať už se jedná o I. typ, kdy imunitní systém ničí β-buňky slinivky břišní produkující inzulin, nebo o II. typ, kdy je tělo vůči inzulinu rezistentní, léčba spočívá v prakticky doživotním dodávání inzulinu do těla prostřednictvím injekcí. 

Od prvního úspěšného podání inzulinu v roce 1921, původně izolovaného ze slinivek psů, jsme se díky intenzivnímu výzkumu dostali až k produkci rekombinantního lidského inzulinu, který je biosyntetizován bakteriemi Escherichia coli. Rekombinantní proinzulin, který se musí ještě in vitro přeměnit na inzulin pomocí proteáz, má identickou sekvenci, vysokou čistotu a lze jej produkovat v podstatě do nekonečna. Nevýhodou je však vysoká cena takovéto produkce, která limituje dostupnost léčby především v nízkopříjmových lokalitách. Vědci se tedy neustále snaží celý proces zefektivnit, především návrhem geneticky modifikovaných (GM) rostlin či živočichů umožňujících masovou produkci inzulinu za zlomek ceny. 

Jednou ze slibných možností je příprava transgenních krav produkujících inzulin do mléka. Dlouhé období laktace spolu s produkcí velkého množství mléka potenciálně vyvažují vysoké vstupní náklady obecně spojené s přípravou transgenních živočichů. Navíc na rozdíl od potravin není produkce léčiv prostřednictvím GM organismů v EU nijak limitována a konkrétně mléko se již komerčně používá, např. pro produkci antitrombinu v kozím mléce, či inhibitoru C1 esterázy v mléce králičím. 

V roce 2014 se podařilo poprvé vyprodukovat rekombinantní proinzulin v mateřském mléce laboratorní myši. První transgenní krávy jsme se však dočkali až v letošním roce. Mezinárodní tým vědců z Brazílie a USA dokázal tuto krávu cíleně upravit pomocí přenosu jádra somatické buňky (SCNT z angl. Somatic Cell Nuclear Transfer), které bylo získáno z fibroblastů transfekovaných pseudo-lentiviry nesoucími gen pro produkci lidského inzulinu pod kontrolou promotoru bovinního β-kaseinu. 

Deset embryí připravených pomocí SCNT bylo následně vneseno do recipientních krav, z nichž jedna zabřezla a přirozeně porodila zdravé tele. Po vyvolání laktace bylo zjištěno, že tato transgenní kráva vskutku do mateřského mléka produkuje inzulin, a to nejen ve formě neaktivního proinzulinu, ale překvapivě také naštěpeného funkčního lidského inzulinu, který u myší detekovaný nebyl. K přeměně proinzulinu patrně došlo působením proteáz, které jsou v mléce přirozeně přítomny, neboť usnadňují jeho štěpení a následně trávení v žaludku novorozenců. Kromě toho zajišťují vznik bioaktivních peptidů s antifungálními, antimikrobiálními a imunomodulačními účinky. 

Aktivita proteáz v kravském mléce tedy zvyšuje jeho potenciál pro biosyntézu nejen inzulinu, ale také dalších rekombinantních proteinů. Nicméně do budoucna bude nutné produkci vyladit tak, aby proteázy přehnanou aktivitou nezačaly štěpit samotný žádaný rekombinantní protein. 

Zdroje:

• https://doi.org/10.1002/biot.202300307
• https://www.isaaa.org/kc/cropbiotechupdate/article/default.asp?ID=20720

Autor příspěvku: Hana Michová

Zdroj: BIOTRIN