Revolutionäre Insulinproduktion mit Genmanipulierten Kühen

Transgenanalyse. (A) Foto des transgenen Kalbes. (B) PCR-Analyse des Transgens: 1- DNA-Leiter, 2- transgenes Kalb, 3- nicht-transgene Kuh, 4- lentiviraler Vektor konstruiert. (C) Unmodifizierte Rinderfibroblasten nach 5 Tagen, inkubiert mit 8 μg mL−1 Blasticidin. (D) Fibroblasten des transgenen Kalbes nach 8 Tagen, inkubiert mit 8 μg mL−1 Blasticidin.

Kurze Übersicht als Zusammenfassung der Ergebnisse

In einer Studie der University of Illinois Urbana-Champaign und der Universidade de São Paulo haben Forscher einen neuen Ansatz vorgestellt. Sie nutzten Kühe, um das Insulin zu produzieren. Dieser Ansatz könnte die Insulinversorgung revolutionieren.

Die Forscher setzten ein Segment menschlicher DNA, das für Proinsulin kodiert in die Zellen von zehn Kuhembryonen ein. Eine der transgenen Kälber produzierte Milch mit menschlichem Proinsulin und sogar Insulin. Dies überraschte die Wissenschaftler.

Potenzial für großangelegte Produktion

Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass eine Kuh signifikante Mengen Insulin produzieren könnte. Eine spezialisierte Herde könnte den weltweiten Bedarf decken. Dies könnte eine kostengünstige und effiziente Methode zur Insulinproduktion darstellen.

Nächste Schritte in der Forschung

Das Team plant, das Experiment zu wiederholen und hofft auf verbesserte Ergebnisse bei vollständigen Laktationszyklen. Ziel ist es, eine Herde für die Insulinproduktion zu etablieren. Die Methode könnte die bestehenden Produktionsmethoden schnell überholen.

Ausblick in die Zukunft

Die Insulinproduktion durch transgene Kühe könnte eine realistische Option werden. Erforderlich sind eine effiziente Ernte- und Reinigungssystematik sowie die Zustimmung durch die FDA. Doch die Zukunft sieht vielversprechend aus. Ein kleiner Bestand dieser Kühe könnte den nationalen, ein größerer sogar den weltweiten Bedarf decken.

Umfangreiche Ausführung mit Details

Durch transgene Kühe wird die menschliche Insulinproduktion um das 10-fache gesteigert

Diese Machbarkeitsstudie könnte möglicherweise ausgeweitet werden um genügend Insulin herzustellen um die Verfügbarkeit zu gewährleisten und die Kosten für alle Diabetiker die auf das lebenswichtige Medikament angewiesen sind zu senken.

Insulinmangel bei vielen Diabetikern weltweit

Rund 150 bis 200 Millionen Menschen weltweit benötigen Insulin, aber laut der Weltgesundheitsorganisation werden nur etwa die Hälfte dieser Menschen damit behandelt. Der Zugang zu Insulin ist in vielen Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen sowie in einigen wohlhabenden Ländern nach wie vor unzureichend und die Kosten und die Nichtverfügbarkeit wurden gut dokumentiert.

Das Potenzial von Kühen zur Insulinproduktion

Ein kürzlich veröffentlichte Studie, geleitet vom Departement für Tierwissenschaften am College für Agrar-, Verbraucher- und Umweltwissenschaften der University of Illinois Urbana-Champaign und der Universidade de São Paulo, zeigt, dass Kühe möglicherweise einen Weg zur Beseitigung des Insulinmangels und zur Kostenreduzierung aufzeigen können. Ja, Kühe.

Effiziente Insulingewinnung durch transgene Kühe

Die Forscher haben ein Segment menschlicher DNA, das für Proinsulin kodiert, in die Zellen von zehn Kuhembryonen eingefügt, die in die Gebärmütter regulärer brasilianischer Kühe implantiert wurden. Die Geburt eines transgenen Kalbes war das Ergebnis. Hier beschreibt der Begriff „transgen“ ein Lebewesen, das künstlich eingeführte DNA eines nicht verwandten Organismus enthält. Die menschliche DNA wurde spezifisch für die Expression im milchproduzierenden Gewebe, sprich im Euter verwendet. Eine typisches Holstein-Rind – die am meisten Milch produzierende Rinderrasse welche 40 bis 50 Liter pro Tag produziert würde eine beträchtlichen Menge an Insulin herstellen.

Ein möglicher Durchbruch in der Insulinherstellung

Die insulin- und proinsulingehaltene Milch wurde in einer Menge von einigen Gramm pro Liter produziert. Aufgrund der induzierten Laktation durch Hormone und der geringeren Milchmenge als erwartet können die Forscher nicht genau sagen wie viel Insulin eine Kuh während einer typischen Laktation produzieren würde. Aber basierend auf Berechnungen wäre das Potenzial enorm.

Zukunftsaussichten für die Insulingewinnung durch Kühe

Die Forscher planen die Kuh erneut zu klonen und sind optimistisch, dass sie in der nächsten Generation erfolgreichere vollständige Laktationszyklen haben werden. Sie hoffen schließlich transgene Stiere zu schaffen welche sich mit Kühen paaren um so eine Produktion von Insulin zu etablieren.

Matt Wheeler ist zuversichtlich, dass eine kleine Herde menschliches Insulin produzierender Kühe die bestehenden Herstellungsmethoden für Insulin schnell überholen könnte ohne dass hochtechnische Anlagen oder Infrastruktur erforderlich wären. Es wäre jedoch auch ein effizientes Ernte- und Reinigungssystem sowie die FDA-Zulassung erforderlich, bevor transgene Kühe die Welt mit Insulin versorgen könnten.

Eine nachhaltige Zukunft für die Insulinproduktion

„Ich kann mir eine Zukunft vorstellen, in der eine Herde von 100 Tieren, vergleichbar mit einer kleinen Milchfarm in Illinois oder Wisconsin, den gesamten Insulinbedarf des Landes decken könnte“, sagt Wheeler. „Und eine größere Herde? Sie könnte den gesamten weltweiten Bedarf in einem Jahr decken.“

Es scheint, als stünden wir vor einer Revolution in der Insulinherstellung, die nicht nur die Verfügbarkeit verbessern, sondern auch die Kosten enorm senken könnte – dank transgener Kühe.

Quelle: DOI: https://doi.org/10.1002/biot.202300307