Robert Klatt
Insulin ist für Millionen von Diabetespatienten lebenswichtig. Forscher haben deshalb humane DNA in Kuh-Embryos eingefügt, damit diese das Hormon produzieren können.
Urbana (U.S.A.). Menschen mit Typ-1-Diabetes können das Hormon Insulin nicht selbst in ausreichender Menge produzieren, um ihren Blutzucker zu stabilisieren. Insulin wird deshalb mithilfe von genmanipulierter Hefe oder Bakterienstämmen künstlich produziert. In vielen Ländern gibt es aber bereits jetzt eine Insulinknappheit. In den kommenden Jahrzehnten könnte diese sich noch verschlimmern, weil laut Prognosen bis 2045 783 Millionen Menschen unter Typ-1-Diabetes leiden werden.
Forscher der University of Illinois at Urbana-Champaign (UIUC) um Matt Wheeler haben deshalb eine alternative Produktionsmethode für Insulin gesucht. Laut ihrer Publikation im Biotechnology Journal haben sie die Gene einer Kuh so manipuliert, dass deren Milch Insulin enthält. Es handelt sich dabei um die erste Kuh, die das menschliche Hormon produzieren kann.
„Mutter Natur hat die Brust als Fabrik erschaffen, die Proteine sehr effizient produziert. Wir können dieses System nutzen, um ein Protein zu produzieren, das Hunderten Millionen Menschen auf der ganzen Welt helfen kann.“
Um die genmanipulierten Kühe zu züchten, haben die Forscher in zehn Kuh-Embryos Teile der humanen DNA eingefügt. Anschließend wurden die genveränderten Embryos in die Mutterleibe gewöhnlicher Kühe eingesetzt, in denen die Kälber gewachsen sind und auf natürliche Art geboren wurden.
„Unser Ziel war es, Proinsulin herzustellen, dieses dann zu Insulin aufzureinigen und von dort aus weiterzumachen. Aber die Kuh hat es im Grunde selbst verarbeitet. Sie macht etwa 3 zu 1 biologisch aktives Insulin zu Proinsulin.“
Die genveränderte Kuh produziert das menschliche Insulin ausschließlich in ihrem Brustgewebe, von wo das Hormon in die Milch gelangt. Im übrigen Körper wird das Hormon nicht ausgeschüttet.
Um das Insulin der Kuh nutzen zu können, muss es aus der Milch gefiltert und gereinigt werden. Ein Liter Milch liefert etwa ein Gramm Insulin. Es können daraus etwa 28.818 Insulineinheiten produziert werden. Die Rinderrasse, nämlich Holsteinrinder, produzieren etwa 50 Liter Milch am Tag. Eine einzelne Kuh kann also viele Menschen mit dem lebensnotwendigen Insulin versorgen.
Die Wissenschaftler möchten nun die Kuh klonen, um eine größere Herde zu erhalten. Etwa 100 Kühe reichen aus, um den gesamten Insulinbedarf der U.S.A. zu decken.
Biotechnology Journal, doi: 10.1002/biot.202300307
