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Científicos lograron que una vaca produzca insulina en su leche

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Los investigadores plantearon que este hallazgo podría aliviar la escasez de la hormona para pacientes con diabetes. Cómo se realizó el proceso y de qué forma se podría poner en práctica.

Podría haber una solución inesperada para la actual escasez de insulina: un bovino marrón de Brasil hizo historia recientemente como la primera vaca transgénica capaz de producir insulina humana en su leche.

“La madre naturaleza diseñó la glándula mamaria como una fábrica para producir proteínas de manera muy, muy eficiente”, explicó el líder del estudio, Matt Wheeler, profesor de ciencias animales de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign. “Podemos aprovechar ese sistema para producir una proteína que puede ayudar a cientos de millones de personas en todo el mundo”.

Su equipo, que incluyó a científicos de la Universidad de São Paulo, describió cómo desarrollaron la vaca productora de insulina en un informe publicado el 12 de marzo en Biotechnology Journal. Se necesitarían más pruebas, un sistema de purificación y la aprobación de la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) de EE. UU. para poner en práctica la estrategia. Pero la insulina producida por vacas transgénicas podría aliviar la escasez que a menudo hace que la hormona sea difícil de conseguir para los 8,4 millones de estadounidenses con diabetes que dependen de ella para sobrevivir.

“Nuestro objetivo era producir proinsulina, purificarla hasta convertirla en insulina y partir de ahí”, dijo Wheeler en un comunicado de prensa de la universidad. “Pero la vaca básicamente lo procesó ella misma… La glándula mamaria es algo mágico”.

Para producir la vaca transgénica, se insertó un segmento de ADN humano en los núcleos celulares de 10 embriones de vaca. Contenía la codificación de la proinsulina, un precursor de la forma activa de la insulina. A través de la ingeniería genética, el ADN humano fue seleccionado para su expresión solo en el tejido mamario. Los embriones alterados fueron implantados en el útero de vacas normales en Brasil, y nació un ternero transgénico.

Una vez que maduró, los investigadores utilizaron la inseminación artificial para tratar de embarazarla. Cuando eso falló, usaron hormonas para estimularla a producir leche por primera vez. A pesar de que tuvo menos de lo que un embarazo exitoso habría producido, la leche no solo tenía niveles detectables de proinsulina humana, sino también de insulina en sí. Los investigadores no esperaban eso.

Aún así, la insulina y la proinsulina tendrían que ser extraídas y purificadas para su uso, y cada litro de leche contenía solo unos pocos gramos. Los investigadores no saben cuánta insulina sería típica. Pero Wheeler hizo un cálculo rápido: si una vaca puede producir 1 gramo de insulina por litro de leche, y un Holstein típico produce de 40 a 50 litros al día, eso es mucha insulina. Una unidad típica de insulina equivale a 0,0347 miligramos.

“Eso significa que cada gramo equivale a 28,818 unidades de insulina”, dijo Wheeler. “Y eso es solo un litro: los Holstein pueden producir 50 litros al día. Puedes hacer los cálculos”. El siguiente paso es volver a clonar la vaca. Los investigadores tienen la esperanza de lograr un mayor éxito con la gestación y los ciclos completos de lactancia en la próxima generación de animales. Eventualmente, el objetivo es crear toros transgénicos, aparearlos con las hembras transgénicas y crear un rebaño “especialmente diseñado”. Incluso un rebaño pequeño podría superar rápidamente los métodos existentes para la producción de insulina, sin necesidad de instalaciones o infraestructura altamente técnicas, dijo Wheeler.

“Podría ver un futuro en el que un rebaño de 100 cabezas, equivalente a una pequeña lechería de Illinois o Wisconsin, podría producir toda la insulina necesaria para el país”, dijo. –¿Y un rebaño más grande? Podrías hacer el suministro de todo el mundo en un año”.

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Desarrollan una molécula que podría disminuir la carga de Escherichia coli en bovinos

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Investigadores del Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular (IABIMO) y el Instituto de Patobiología Veterinaria (IPVET) desarrollaron una molécula innovadora que podría ayudar a disminuir la presencia de Escherichia coli en el ganado y reducir el riesgo de contaminación de alimentos y agua. El avance apunta a prevenir casos de Síndrome Urémico Hemolítico, una enfermedad que afecta especialmente a niños.

Con aproximadamente 500 casos por año en la Argentina, el Síndrome Urémico Hemolítico (SUH) es la primera causa de insuficiencia renal aguda pediátrica en el país y la segunda de insuficiencia renal crónica. El principal agente causante es Escherichia coli enterohemorrágica (EHEC) con serotipo O157:H7, una bacteria cuyo principal reservorio son los bovinos. El ganado generalmente no se enferma, pero excreta la bacteria de forma intermitente a través de sus heces, contaminando pasturas, fuentes de agua y, eventualmente, algunos alimentos. Los terneros jóvenes y los animales en etapa de destete son los mayores excretores.

“El principal objetivo era generar anticuerpos que bloqueen el mecanismo de virulencia de esta bacteria para evitar que colonice el intestino de la vaca y que los bovinos dejen de contaminar el ambiente y alimentos”, explicó Mariano Larzábal, investigador del IABIMO (INTA-CONICET).

Después de más de una década de investigación, el equipo identificó dos proteínas clave del sistema de secreción de tipo III (SST3) de EHEC — denominadas EspB e Intimina como los blancos más eficaces para bloquear la colonización intestinal del ganado. Los experimentos iniciales, tanto in vitro como en animales demostraron que anticuerpos dirigidos contra estas proteínas eran capaces de neutralizar uno de los mecanismos de virulencia de la bacteria y reducir significativamente su excreción fecal.

La forma que aplicaron fue fusionar ambas proteínas en una única molécula artificial: Quimera. “La llamamos Quimera porque es la combinación de dos proteínas distintas en una sola molécula que, como tal, no existe en la naturaleza”, comentó Ángel Cataldi, investigador del IABIMO y uno de los impulsores del proyecto.

En ensayos preliminares de respuesta inmune se comprobó que la Quimera proteica es capaz de generar respuesta a nivel de anticuerpos en bovinos y que estos anticuerpos, además de reconocerla, también son capaces de reconocer a las proteínas originales por separado y mantienen la capacidad de disminuir la acción de EHEC O157:H7 en cultivos celulares.

Uno de los desafíos históricos de las vacunas anti-EHEC ha sido convencer al sector ganadero de su utilidad: el bovino no es usualmente afectado por esta bacteria, por lo que vacunar implica un costo sin beneficio directo visible para el productor.

Teniendo en cuenta estos planteos, se ha pensado una alternativa de vacuna que podría mejorar su receptividad y hacerla más económica que una constituida únicamente por subunidades recombinantes. Esto implicaría la expresión de la molécula quimérica en la membrana externa de una bacteria que ya forma parte de una formulación vacunal de interés pecuario, para que de ese modo quede disponible en el exterior del microorganismo y pueda ser detectada por el sistema inmune del animal y no genere un gasto extra para el productor.

El desarrollo ya superó las etapas de laboratorio y modelos animales pequeños. Se está trabajando en la fase de bacterias recombinantes que expresen la quimera. Los resultados preliminares son alentadores y se espera que en la siguiente etapa se pueda probar en animales a campo.

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