סוכרת סוג-2
מנהלי קהילה
האם פרות מהונדסות יוכלו לשמש מקור לאינסולין לסוכרתיים?
פרה מהונדסת גנטית מדרום ברזיל עשתה היסטוריה כשהצליחה לאחרונה לייצר אינסולין אנושי בחלב שהיא מפיקה. איך ההתקדמות המדעית תוכל להועיל לאנשים עם סוכרת?
אינסולין הוא הורמון המיוצר בתאי בטא בלבלב שאחראי על ויסות רמות הסוכר בדם. סוכרת מאופיינת ברמות סוכר גבוהות בדם, בין אם כתוצאה מכך שהלבלב לא מפיק מספיק אינסולין בסוכרת סוג 1, או שהגוף אינו מסוגל להשתמש באופן יעיל באינסולין שהוא מפיק בסוכרת סוג 2 שמתפתחת על רקע תנגודת לאינסולין. המאובחנים עם סוכרת סוג 1 נדרשים לטיפול יומיומי בהזרקות אינסולין, וכך גם חלק מהמאובחנים עם סוכרת סוג 2, כאשר השפעותיהם של הטיפולים התרופתיים נחלשת, לרוב בחלוף עשר שנות מחלה.
פרה טרנסגנית
אינסולין כטיפול לסוכרתיים היה נהוג לייצר בעבר מחיות, ואילו כיום מקובל לייצר את הדור החדש של האינסולין באמצעות 'טכנולוגיית דנ"א רקומביננטי' (recombinant DNA technology), כאשר הגן האחראי על יצור אינסולין מופעל על מצע של חיידקים שאינם מסוכנים המשמשים להפקת ההורמון. עתה מדווחים חוקרים מארה"ב וברזיל כי הצליחו בתהליכי הנדסה גנטית להביא להולדתה של פרה חומה בדרום ברזיל שעשתה היסטוריה כשביכולתה להפיק חלב מועשר באינסולין אנושי – התקדמות מדעית שעשויה להוביל לעידן חדש בייצור אינסולין.
החוקרים מאוניברסיטת אילינוי באורבנה-שמפיין שבמדינת אילינוי בארה"ב לצד חוקרים מאוניברסיטת סאו פאולו בברזיל, ביקשו לבחון אמצעים לייצור מהיר יותר של אינסולין על רקע העלייה בהיקף המאובחנים עם סוכרת בעולם והדרישה הגוברת לטיפולים באינסולין.
החוקרים מתארים כי הצליחו "לשבט" פרה, כדי שתישא גנים ספציפיים של בני אדם המעודדים יצור אינסולין. החוקרים החדירו לגרעין של עוברי פרות גנים אנושיים אשר מקודדים ומעוררים למעשה תהליך של ייצור חלקיקי 'פרו אינסולין' – חלבון המוצא של הצורה הפעילה של אינסולין. המחקר הוא חלק ממגמה גוברת של יצירת "חיות טרנסגניות" (Transgenic Animals) – כלומר חיות שבשלב ההפריה שלהן מושתלים להן גנים שמקורם בבן אדם או בחי אחר. באופן דומה מתועדים בשנים האחרונות מחקרים בחזירים טרנסגנים כמקור לאיברים להשתלה על רקע מצוקת המחסור העולמי באיברים להשתלות.
במחקר הנוכחי הוחדרו הגנים לעוברי פרות, אולם רק פרה אחת הרתה, לאחר שהוחדרו לגופה 10 עוברים מופרים, ומהיריון זה נולדה פרה אחת חומה בלידה טבעית. לאחר שהגיעה הפרה לבגרות, היא קיבלה טיפול הורמונאלי לעירור בלוטות החלב, וכעבור 21 יום החל איסוף יומיומי של חלב למשך 30 יום. בבדיקות מעבדה, החוקרים זיהו בחלב הפרה חלקיקי 'פרו אינסולין', ובאופן מפתיע נמצא כי החלב מכיל גם את הורמון האינסולין עצמו. בבדיקות נוספות, החוקרים זיהו בחלב הפרה נוכחות של אנזימים מסוג "פרוטאזות" המסוגלים להמיר חלקיקי 'פרו אינסולין' להורמון האינסולין האנושי.
החוקרים מציינים כי הפיתוח דורש בדיקות נוספות ואישורים רגולטוריים, בין השאר מטעם מינהל המזון והתרופות האמריקאי (ה-FDA), וכן פיתוח מערכות יעילות למיצוי האינסולין מהחלב, לפני שניתן יהיה להשתמש בפרה המשובטת לייצור מסחרי של אינסולין.
המחקר נתמך על ידי מספר גופי מחקר, ובהם המועצה המדעית של ברזיל להתפתחות מדעית וטכנולוגית (CNPq), ותיעוד לידתה של הפרה מדווח בגיליון מארס 2024 של כתב העת Biotechnology Journal.
פוטנציאל יצור גבוה
לפי הערכות החוקרים, במידה ופרה משובטת תהיה מסוגלת להפיק 1 גרם אינסולין לכל ליטר חלב שהיא מניבה, כשכל גרם שווה ל-28,818 יחידות אינסולין, בהנחה שהפרה נותנת 40 עד 50 ליטר חלב ביום – מדובר בפוטנציאל ייצור גבוה של כמות גדולה של אינסולין, אשר תוכל לשמש מטופלים רבים עם סוכרת.
"אמא טבע עיצבה את בלוטת החלב כמפעל יעיל לייצור חלבון. אנחנו יכולים לנצל את המערכת הזו כדי לייצר חלבון שיכול לעזור למאות מיליוני אנשים ברחבי העולם", אמר בראיון לתקשורת מאתיו ווילר (Wheeler), פרופ' במחלקה למדעי בעלי חיים, חלק מהמכללה למדעי החקלאות, הצרכן והסביבה באוניברסיטת קליפורניה, שותף בצוות החוקרים.
"בימים עברו, נהגנו פשוט להכניס דנ״א אנושי פנימה ולקוות שהוא יבוא לידי ביטוי היכן שרצינו", ציין פרופ' ווילר. לדבריו, כיום מדענים יכולים להיות הרבה יותר אסטרטגיים וממוקדים. תוך שימוש במבנה דנ"א ספציפי, כך שרכיבי ה'פרואינסולין' יופקו ישירות בבלוטת החלב, ובאופן שיוביל לייצור כמויות גדולות של ההורמון.
ממצאי המחקר מעודדים על רקע העלייה המשמעותית בהיקף התחלואה בסוכרת ובהיקף הסוכרתיים הנדרשים לטיפול באינסולין. בעולם, לפי עמדת ארגון הבריאות העולמי (WHO), בשלושת העשורים האחרונים גדל היקף הסוכרת בכל המדינות בעולם, גם במדינות עשירות וגם בעניות, וקיימת הסכמה רחבה על הצורך למתן את היקף התחלואה עד שנת 2025. מחקר של הפדדרציה הבינלאומי לסוכרת (IDF) העריך בשנת 2019 כי היקךף הסוכרת שנאמד אז בכ-9.3% מהאוכלוסייה העולמית, כ-463 מיליון איש, יגדל בשנת 2030 ל-10.2% מהאוכלוסייה, כ-578 מיליון, ובשנת 2045 ל-10.9% מהאוכלוסייה, כ-700 מיליון.
גם בישראל מתועדת בשנים האחרונות עלייה בהיקף הסוכרת שעשויה להגדיל את הצורך באינסולין. נתוני משרד הבריאות מצביעים על עלייה של כ-46% בהיארעות של סוכרת סוג 1-סוכרת נעורים. ונתוני דו"ח המדדים של המכון הלאומי לחקר שרותי הבריאות ומדיניות הבריאות מצביעים על היקף של 9.8% מהאוכלוסייה הבוגרת שמאובחנים עם סוכרת – ובעיקר סוכרת סוג 2, כ-548 אלף ישראלים נכון לשנת 2021, ולפי הערכות בשנת 2030 יאמיר מספרם לכ-1.2 מיליון איש.