El trabajo sobre la «vaca de insulina», dirigido por investigadores de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign y la Universidad de Sao Paulo, podría marcar el comienzo de una nueva era en la producción de insulina, eliminando algún día la escasez de medicamentos y los altos costos para las personas que viven con diabetes.
Lauren Quinn escribe sobre esto en un comunicado de la Universidad de Illinois.
«La madre naturaleza diseñó la glándula mamaria para que fuera una fábrica de proteínas eficiente, lo cual decidimos aprovechar», dice Matt Wheeler, profesor del Departamento de Ciencias Animales, que forma parte de la Facultad de Ciencias Agrícolas, del Consumidor y Ambientales ( ACES) en la Universidad de Illinois.
Wheeler es el autor principal de un nuevo estudio publicado en la revista Biotechnology que describe la creación de una vaca productora de insulina. Este es un logro experimental que se puede ampliar después de pruebas adicionales y la aprobación de la FDA.
Los colegas de Wheeler de Brasil insertaron un segmento de ADN humano que codifica la proinsulina, la proteína precursora de la forma activa de la insulina, en los núcleos celulares de 10 embriones de vaca. Fueron implantados en el útero de vacas normales en Brasil y nació una novilla transgénica. Gracias a las tecnologías de ingeniería genética actualizadas, el ADN humano ha pasado a estar sujeto a expresión (el proceso mediante el cual las secuencias genéticas se leen y traducen en productos proteicos) únicamente en el tejido mamario.
«Antes, simplemente poníamos ADN y esperábamos que se expresara donde queríamos», explica Wheeler. «Podemos ser mucho más estratégicos y centrados en estos días». El uso de una construcción de ADN específica del tejido mamario significa que la insulina humana no circula en la sangre de la vaca ni en otros tejidos. También aprovecha la capacidad de la glándula mamaria para producir grandes cantidades de proteínas». «
Cuando la novilla alcanzó la madurez, el equipo intentó, sin éxito, fecundarla utilizando técnicas estándar de inseminación artificial y luego indujo su primera lactancia utilizando hormonas. Durante el período de lactancia había leche, pero en cantidades menores que si se hubiera producido un parto natural; sin embargo, en la leche se encontró proinsulina humana y, sorprendentemente, insulina.
“Nuestro objetivo era producir proinsulina, purificarla y convertirla en insulina y seguir adelante. Pero la vaca básicamente lo procesó ella misma. Convierte alrededor de tres a uno de insulina biológicamente activa en proinsulina”, dijo Wheeler.
La insulina y la proinsulina, que debían extraerse y purificarse para su uso, estaban contenidas en la leche en concentraciones de varios gramos por litro. Pero debido a que la lactancia fue inducida hormonalmente y el volumen de leche fue menor de lo esperado, el equipo no puede decir exactamente cuánta insulina se produciría durante una lactancia típica.
Desde un punto de vista conservador, Wheeler dice que si una vaca transgénica puede producir 1 gramo de insulina por litro, entonces una vaca Holstein típica producirá de 40 a 50 litros de insulina por día, lo cual es mucha insulina. Además, una unidad típica de insulina es 0,0347 miligramos.
“Esto significa que cada gramo equivale a 28.818 unidades de insulina. Y eso es sólo un litro, mientras que las Holstein pueden producir 50 litros al día”, afirma el científico.
El equipo planea volver a clonar la vaca y espera tener mayor éxito con los embarazos y ciclos completos de lactancia en la próxima generación. Con el tiempo, esperan crear toros transgénicos para aparearse con hembras y crear descendencia transgénica que pueda usarse para crear una manada especial. Wheeler dice que incluso un rebaño pequeño podría superar rápidamente los métodos existentes de producción de insulina (levaduras y bacterias transgénicas) y hacerlo sin la necesidad de infraestructura o equipos de alta tecnología.
“En términos de producción masiva de insulina en la leche, se necesitarían instalaciones especializadas con un alto estado sanitario para el ganado, pero esto no es inusual en nuestra industria láctea establecida. Y ese día llegará”, confía Wheeler.
“Veo un futuro en el que un rebaño de 100 cabezas, el equivalente a una pequeña granja lechera en Illinois o Wisconsin, pueda producir toda la insulina que el país necesita. ¿Hay una manada más grande? Se puede abastecer al mundo entero en un año”, concluyó.
Fuente: Facultad de Agricultura de la Universidad de Illinois. Autor: Lauren Quinn.
