Cientistas projetam vaca que produz proteínas de insulina humana em seu leite

Uma vaca geneticamente modificada produziu proteínas necessárias para a insulina humana em seu leite, e os cientistas por trás do experimento têm grandes esperanças de que um rebanho desses bovinos possa resolver os problemas de fornecimento de insulina do mundo.

Se esse rebanho fosse viável – e, com base nesse primeiro caso, ainda está muito longe – os pesquisadores acham que ele poderia competir com os métodos atuais de produção de insulina, que dependem de leveduras e bactérias geneticamente modificadas.

Publicado na revista científica Biotechnology Journal, o novo estudo é liderado por pesquisadores da University of Illinois Urbana-Champaign e da Universidade de São Paulo, e descreve o desenvolvimento da vaca produtora de insulina.

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

“Antigamente, costumávamos apenas bater no DNA e esperar que ele fosse expresso onde você queria”, disse Wheeler. “Podemos ser muito mais estratégicos e direcionados nos dias de hoje. 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 as capacidades da glândula mamária para produzir grandes quantidades de proteína.”

Quando a vaca atingiu a maturidade, a equipe tentou, sem sucesso, engravidá-la usando técnicas padrão de inseminação artificial. Em vez disso, estimularam sua primeira lactação usando hormônios. A lactação rendeu leite, porém em menor quantidade do que ocorreria após uma gestação bem-sucedida. Ainda assim, a pró-insulina humana e, surpreendentemente, a insulina eram detectáveis no leite.

“Nosso objetivo era fazer pró-insulina, purificá-la para insulina e partir daí. Mas a vaca basicamente processou ela mesma. Ela transforma de três para um de insulina biologicamente ativa para 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, foram expressas em alguns gramas por litro no leite. Mas como a lactação foi induzida hormonalmente e o volume de leite foi menor do que o esperado, a equipe não pode dizer exatamente quanta insulina seria produzida em uma lactação típica.

Conservadoramente, Wheeler diz que se uma vaca pode fazer 1 grama de insulina por litro e uma holandesa típica produz de 40 a 50 litros por dia, isso é muita insulina. Especialmente porque a 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; as holandesas podem produzir 50 litros por dia. Dá para fazer as contas.”

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

“Com relação à produção em massa de insulina no leite, você precisaria de instalações especializadas e de alto status sanitário para o gado, mas não é nada muito fora do comum para nossa indústria de laticínios bem estabelecida”, disse Wheeler. “Sabemos o que estamos fazendo com as vacas.”

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

“Eu poderia ver um futuro em que um rebanho de 100 cabeças, equivalente a um pequeno laticínio de Illinois ou Wisconsin, poderia produzir toda a insulina necessária para o país”, disse ele. “E um rebanho maior? Você poderia fazer o fornecimento do mundo inteiro em um ano.