Leite para o resgate dos diabéticos? Vaca produz insulina humana no leite

Um despretensioso bovino marrom do sul do Brasil fez história como a primeira vaca transgênica capaz de produzir insulina humana em seu leite. O avanço, liderado por pesquisadores da Universidade de Illinois Urbana-Champaign e da Universidade de São Paulo, poderá anunciar uma nova era na produção de insulina, eliminando um dia a escassez de medicamentos e os altos custos para as pessoas que vivem com diabetes.

“A Mãe Natureza projetou a glândula mamária como uma fábrica para produzir proteínas de maneira muito, muito eficiente. Podemos aproveitar esse sistema para produzir uma proteína que pode ajudar centenas de milhões de pessoas em todo o mundo”, disse Matt Wheeler, professor do Departamento de Ciências Animais, da Faculdade de Ciências Agrícolas, do Consumidor e Ambientais (ACES) da U. de I. Ele também é afiliado ao Carle Illinois College of Medicine, ao Grainger College of Engineering, ao College of Veterinary Medicine, ao Beckman Institute e ao Carl R. Woese Institute for Genomic Biology.

Wheeler é o autor principal de um novo estudo do Biotechnology Journal que descreve o desenvolvimento da vaga produtora de insulina, uma prova de conceito que poderia ser ampliada após testes adicionais e aprovação da FDA.

Os colegas de Wheeler no Brasil inseriram um segmento de DNA humano que codifica a pró-insulina – uma proteína precursora da forma ativa da insulina – nos núcleos celulares de 10 embriões de vaca. Estes foram implantados em úteros de vacas normais no Brasil, e nasceram um bezerro transgênico. Graças à tecnologia atualizada de engenharia genética, o DNA humano foi direcionado para expressão – o processo pelo qual as sequências genéticas são lidas e traduzidas em produtos proteicos – apenas no tecido mamário.

“Antigamente, costumávamos apenas inserir o DNA e esperar que ele fosse expresso onde você queria”, disse Wheeler. “Podemos ser muito mais estratégicos e direcionados hoje em dia. Usar uma construção de DNA específica para o tecido mamário significa que não há insulina humana circulando no sangue da vaca ou em outros tecidos. Também aproveita a capacidade da glândula mamária de produzir grandes quantidades de proteína.”

Quando a vaca atingiu a maturidade, a equipe tentou, sem sucesso, gravidá-la usando técnicas padrão de inseminação artificial. Em vez disso, estimularam sua primeira lactação com hormônios. A lactação produzida láctea, mas em quantidade menor do que ocorreria após uma gravidez bem-sucedida. Ainda assim, a pró-insulina humana e, surpreendentemente, a insulina foram detectáveis ​​no leite.

“Nosso objetivo era produzir pró-insulina, purificá-la em insulina e a partir daí. Mas a vaca é basicamente processada em privacidade. Ela transforma cerca de três para uma insulina biologicamente ativa em pró-insulina”, disse Wheeler. “A glândula mamária é uma coisa mágica.”

A insulina e a pró-insulina, que precisariam ser extraídas e purificadas para uso, eram expressas em alguns gramas por litro no leite. Mas como a lactação foi causada hormonalmente e o volume de leite foi menor do que o esperado, a equipe não pode dizer exatamente quanta insulina seria produzida numa lactação típica.

De forma conservadora, Wheeler diz que se uma vaca pudesse produzir 1 grama de insulina por litro e um holandês típico produzisse 40 a 50 litros por dia, isso seria muita insulina. Principalmente porque uma unidade típica de insulina é igual a 0,0347 miligramas.

“Isso significa que cada grama equivale a 28.818 unidades de insulina”, disse Wheeler. “E isso é apenas um litro; Holsteins pode produzir 50 litros por dia. Você pode fazer as contas.

A equipe planeja clonar novamente as férias e está otimista de que obterá maior sucesso com a gravidez e ciclos completos de lactação na próxima geração. Eventualmente, eles esperam criar touros transgênicos para acasalar com as fêmeas, criando descendentes transgênicos que possam ser usados ​​para estabelecer um rebanho especialmente construído. Wheeler diz que mesmo um pequeno rebanho poderia superar rapidamente os métodos existentes – leveduras e bactérias transgênicas – para a produção de insulina, e poderia fazê-lo sem ter de criar instalações ou infra-estruturas altamente técnicas.

“No que diz respeito à produção em massa de insulina no leite, seriam necessárias instalações especializadas e com alto nível de saúde para o gado, mas não é nada fora do comum para a nossa indústria de laticínios bem estabelecida”, disse Wheeler. “Sabemos o que estamos fazendo com as férias.”

Seria necessário um sistema eficiente para coletar e purificar produtos de insulina, bem como a aprovação da FDA, antes que as vacas transgênicas conseguissem fornecer insulina para os diabéticos do mundo. Mas Wheeler está confiante de que esse dia está chegando.

“Eu poderia ver um futuro onde um rebanho de 100 cabeças, equivalente a uma pequena fazenda leiteira em Illinois ou Wisconsin, poderia produzir toda a insulina necessária para o país”, disse ele. “E um rebanho maior? Você poderia produzir o abastecimento do mundo inteiro em um ano.

O estudo, “Produção de pró-insulina humana no leite de gado transgênico”, foi publicado no Biotechnology Journal [DOI: 10.1002/biot.202300307 ]. Uma pesquisa realizada com apoio do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, CNPq [bolsa no. 245886/2012-5]; a Universidade do Norte do Paraná, UNOPAR; e o Fundo de Pesquisa Multiestadual do Instituto Nacional de Alimentação e Agricultura do USDA [projeto no. W-4171].

Fonte: https://bit.ly/3vljgAE