Científicos Logran que Vaca Genéticamente Modificada Produzca Insulina Humana en su Leche

"La glándula mamaria es una fábrica diseñada por la naturaleza para producir proteínas de manera muy eficiente, lo cual podemos utilizar para ayudar a cientos de millones de personas en todo el mundo"

- Matt Wheeler, profesor del Departamento de Ciencias Animales de la Universidad de Illinois.

18/3/2024

Un equipo de científicos de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign y la Universidad de São Paulo en Brasil ha desarrollado una vaca transgénica capaz de producir insulina humana en su leche, un logro que podría transformar la industria farmacéutica y el acceso al tratamiento para la diabetes. Esta innovación representa un enfoque radical en la producción de insulina, al utilizar organismos genéticamente modificados para generar este medicamento esencial.

La investigación, publicada en la revista Biotechnology Journal, detalla cómo los científicos insertaron segmentos de ADN humano que codifican proinsulina (precursor de la insulina) en los núcleos de los embriones de vaca. De los embriones modificados, se logró el nacimiento de una vaca transgénica en Brasil, marcando un avance significativo en la biotecnología y la producción de insulina.

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A pesar de los desafíos en el proceso de gestación y lactancia, el equipo logró inducir la producción de leche en la vaca transgénica, encontrando en ella no solo proinsulina sino también insulina activa. Este hallazgo abre la puerta a nuevas posibilidades para la producción de insulina a gran escala, utilizando el sistema mamario bovino, altamente eficiente en la producción de proteínas.

La implicación de este estudio es enorme, dado que la diabetes afecta a millones de personas a nivel mundial, y la insulina es un medicamento vital para su tratamiento. La producción de insulina a través de vacas transgénicas podría representar una alternativa más económica y abundante frente a los métodos tradicionales de producción, que involucran organismos como bacterias y levaduras genéticamente modificadas.

Algo Curioso

El hecho de que la vaca transgénica procesara por sí misma la proinsulina para convertirla en insulina biológicamente activa fue una sorpresa para los investigadores, subrayando la complejidad y eficiencia de los sistemas biológicos y abriendo nuevas vías para la investigación biotecnológica.

Estrategias Avanzadas en la Edición Génica de Bovinos

La técnica utilizada para el logro científico involucra la edición genética precisa, donde se insertó ADN humano en el genoma de las vacas para producir proinsulina y, sorprendentemente, insulina en su leche. Este procedimiento se realizó en diez embriones bovinos, resultando en el nacimiento de una sola vaca transgénica capaz de expresar estas proteínas. La inserción genética fue dirigida específicamente al tejido mamario, evitando la presencia de insulina humana en el torrente sanguíneo de la vaca o en otros tejidos, lo que representa un avance significativo en términos de seguridad y especificidad del proceso.

Los científicos utilizaron un vector lentiviral para la transferencia del gen, lo que permitió una integración estable del ADN humano en el genoma bovino. Este enfoque estratégico asegura que la expresión del gen de proinsulina se active exclusivamente en la glándula mamaria. Este nivel de control en la expresión génica es crucial para optimizar la producción de insulina y minimizar los efectos secundarios o los problemas éticos relacionados con la modificación genética de animales.

La vaca transgénica, al alcanzar la madurez, enfrentó dificultades para quedar embarazada mediante técnicas convencionales, lo que llevó a los investigadores a inducir la lactancia mediante tratamientos hormonales. Aunque la cantidad de leche producida fue menor que la de un ciclo de lactancia normal, los análisis confirmaron la presencia de proinsulina y de insulina, lo que demostró el éxito de la ingeniería genética aplicada.

El rendimiento de la producción de insulina en la leche de esta vaca transgénica abrió la posibilidad de escalar el proceso para una producción masiva. Dado que la Holstein promedio produce entre 40 y 50 litros de leche al día, y teniendo en cuenta que cada gramo de insulina equivale a aproximadamente 28,818 unidades, las implicaciones de este método de producción en términos de cantidad y costos son significativas.

Desafíos y Potencial de la Producción de Insulina Bovina

La producción de insulina en la leche de vacas transgénicas no solo es una proeza científica, sino también un potencial cambio de paradigma en el tratamiento de la diabetes. Sin embargo, este avance no está exento de desafíos técnicos y regulatorios. La purificación y extracción de la insulina y proinsulina de la leche requiere procedimientos altamente sofisticados para garantizar que el producto final sea seguro y efectivo para el uso humano.

El proceso de purificación debe ser meticuloso para eliminar cualquier impureza y garantizar que solo la insulina de alta calidad llegue a los pacientes. Además, se deben establecer y cumplir estrictos estándares de calidad y seguridad, lo que implica la aprobación de organismos reguladores como la FDA (Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU.) antes de que esta nueva fuente de insulina pueda estar disponible comercialmente.

A pesar de los obstáculos, el potencial de este método para transformar el mercado de la insulina es enorme. Las instalaciones necesarias para la producción en masa de insulina a partir de leche de vaca transgénica no son extraordinariamente diferentes de las operaciones lácteas convencionales, lo que sugiere que la infraestructura existente podría adaptarse para este propósito. Con la proyección de una manada de 100 cabezas de ganado, se podría cubrir la demanda nacional de insulina en los Estados Unidos, mientras que una operación a mayor escala podría satisfacer las necesidades globales.