Una mucca è appena entrata nella storia come la prima capace di produrre insulina umana nel suo latte. Questa svolta, frutto del lavoro di ricercatori dell’Università dell’Illinois Urbana-Champaign e dell’Università di San Paolo, potrebbe inaugurare una nuova era nella produzione di insulina, eliminando un giorno la scarsità di farmaci e i costi elevati per le persone che vivono con il diabete.
La mammella, una fabbrica di proteine
“Madre Natura ha progettato la ghiandola mammaria come una fabbrica per produrre proteine in modo davvero, davvero efficiente. Possiamo sfruttare quel sistema per produrre una proteina che può aiutare centinaia di milioni di persone in tutto il mondo”, dice Matt Wheeler, professore del Dipartimento di Scienze Animali dell’Università dell’Illinois e autore principale dello studio pubblicato su Biotechnology Journal (ve lo linko qui).
Wheeler e i suoi colleghi in Brasile hanno inserito un segmento di DNA umano codificante per la proinsulina (il precursore proteico della forma attiva dell’insulina) nei nuclei cellulari di 10 embrioni di mucca. Questi sono stati impiantati negli uteri di normali mucche e ne è nato un esemplare transgenico. Grazie a una tecnologia di ingegneria genetica aggiornata, il DNA umano è stato mirato per l’espressione* della proinsulina solo nel tessuto mammario.
Insulina nel latte di mucca, una sorpresa inaspettata
Quando la mucca ha raggiunto la maturità, il team ha tentato senza successo di fecondarla usando tecniche standard di inseminazione artificiale. In compenso, i ricercatori hanno stimolato la sua prima lattazione usando drgli ormoni.
La lattazione ha prodotto latte in quantità inferiore a quella che si verificherebbe dopo una gravidanza di successo. Tuttavia, nel latte della mucca erano rilevabili sia la proinsulina umana che, sorprendentemente, l’insulina.
“Il nostro obiettivo era produrre proinsulina, purificarla in insulina e partire da lì. Ma la mucca l’ha sostanzialmente processata da sola. Produce circa tre parti di insulina biologicamente attiva per una di proinsulina”, ha detto Wheeler.
La ghiandola mammaria è una cosa magica.
Matt Wheeler, Università dell’Illinois
Un potenziale produttivo enorme
L’insulina e la proinsulina, che dovrebbero essere estratte e purificate per l’uso, sono state espresse a pochi grammi per litro nel latte. Ma poiché la lattazione è stata indotta ormonalmente e il volume di latte era inferiore al previsto, il team non può dire esattamente quanta insulina verrebbe prodotta in una lattazione tipica.
In modo conservativo, Wheeler dice che se una mucca potesse produrre 1 grammo di insulina per litro (una tipica Holstein produce 40-50 litri al giorno), l’insulina sarebbe davvero molta. Specie considerando che l’unità tipica di insulina equivale a 0,0347 milligrammi.
“Ciò significa che ogni grammo equivale a 28.818 unità di insulina”, ha detto Wheeler. “E questo è solo un litro; una mucca Holstein può produrre 50 litri al giorno. Fate voi i conti”.
Verso una mucca (anzi una fattoria) dedicata
Il team di ricerca prevede di perfezionare il processo con un’altra mucca ed è ottimista sul fatto che otterrà un maggiore successo con la gravidanza e i cicli di lattazione completi nella prossima generazione. Alla fine, i ricercatori contano di creare tori transgenici da accoppiare con le femmine, creando una prole transgenica che possa essere usata per stabilire una mandria dedicata.
Wheeler dice che anche una piccola mandria 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 la produzione di massa di insulina nel latte,” dice Wheeler, “servono strutture specializzate e di alto livello sanitario per il bestiame. Ma non c’è niente di troppo fuori dall’ordinario per la nostra ben consolidata industria lattiero-casearia”.
Un futuro senza scarsità di insulina
Prima che le mucche transgeniche possano fornire insulina per i diabetici di tutto il mondo, sarebbe necessario un sistema efficiente per raccogliere e purificare i prodotti dell’insulina, oltre all’approvazione della FDA. Ma Wheeler è fiducioso che quel giorno arriverà.
Posso immaginare un futuro in cui una mandria di circa 100 capi, equivalente a una piccola fattoria, produce tutta l’insulina necessaria per una intera nazione. E con una mandria più grande potremmo produrre la scorta di tutto il mondo in un anno.
Mucche ali rivoluzione “al pascolo”
Questa svolta è una potenziale soluzione alla scarsità di insulina e ai costi elevati per i pazienti diabetici. Segna un cambiamento paradigmatico nel modo in cui concepiamo la produzione di farmaci.
Invece di costosi laboratori high-tech e impianti industriali, il futuro della produzione di insulina potrebbe essere… nelle stalle. Invece di fermentatori e bioreattori, potremmo avere una mucca. Invece della sterile precisione della biotecnologia, potremmo avere il calore di una fattoria.
Certo, ci vorrà ancora molto lavoro prima che l’insulina “made in cow” arrivi sul mercato. Intanto, però, questa mucca pioniera ci ha dato l’assaggio di un futuro in cui la natura e la tecnologia lavorano insieme per il bene dell’umanità. Un futuro in cui le innovazioni più importanti potrebbero venire non da camici bianchi in laboratorio, ma da camicie a quadretti in fattoria.
* Il processo per cui le sequenze geniche vengono lette e tradotte in prodotti proteici
