L’insulina è un ormone proteico prodotto da cellule, chiamate beta, che si trovano in alcune parti del pancreas: le isole di Langherans (da cui deriva il nome insulina).
Questo ormone è indispensabile per regolare il metabolismo del glucosio dell’intero organismo. Gli individui affetti da diabete non producono questa proteina (o perlomeno non in quantità sufficiente). Quindi l’insulina viene loro somministrata quotidianamente. Occorrono grandi quantità di tale farmaco che, prima della scoperta dell’ingegneria genetica, veniva estratto dal pancreas di suini o bovini. Non essendo identica a quella umana, l'insulina di origine animale provocava nei pazienti numerosi fenomeni di intolleranza o reazioni allergiche, causando seri danni al fegato, alla vista e a volte anche la morte.
L’insulina umana è stata una delle prime proteine ad essere
prodotte con la tecnica del DNA ricombinante, inserendo il gene umano in alcuni
organismi unicellulari, ESCHERICHIA COLI
(batteri Gram negativi), ottenendo così grandi quantità di insulina
perfettamente identica a quella prodotta dagli esseri umani. L’introduzione sul
mercato di questo farmaco ha sicuramente costituito un notevole miglioramento delle
aspettative di vita di tutti i diabetici!
Venne realizzata per la prima volta nel 1977 dagli
scienziati statunitensi Herbert Boyer e Stanley Cohen. La sua
commercializzazione avvenne a partire dal 1982 con il nome HUMULIN dalla casa
farmaceutica 'Eli Lilly and company' in collaborazione con la Genentech fondata
dallo stesso Herbert Boyer. Fu il primo brevetto depositato per un farmaco ottenuto con
le tecniche dell’ingegneria genetica e approvato dalla U.S. Food and Drug Administration.
Ecco le tappe della produzione dell’insulina umana:
1) Il
frammento del DNA che corrisponde al gene umano dell'insulina viene
isolato attraverso diverse tecniche; la più efficace e rapida è quella
che prevede la creazione del gene a
partire dall’RNA messaggero, che si trova
in grande abbondanza nelle cellule beta del pancreas di persone non affette dal
diabete. La molecola di RNA messaggero costituisce una copia complementare del
DNA che forma il gene dell’insulina. Con l’utilizzo di un enzima detto TRASCRITTASI
INVERSA (estratto da alcuni virus), viene creata la copia di DNA complementare
all’RNA messaggero. Si ottiene però solo un singolo filamento (mentre il DNA è
costituito da una doppia elica o doppio filamento), quindi si inserisce un
altro enzima detto DNA-POLIMERASI che crea il filamento complementare del DNA
già presente. Alla fine di questa tappa abbiamo ottenuto un frammento isolato
di DNA che corrisponde al gene completo dell’insulina umana.
2) Il vettore usato per inserire il gene nel
batterio è un PLASMIDE (piccolo anello di DNA presente nei batteri). Questo
plasmide ad anello viene tagliato da un enzima detto ENDONUCLEASI DI
RESTRIZIONE e mescolato con il DNA del gene. L’intervento di un altro enzima, il
DNA-LIGASI, permette l’unione tra il DNA plasmidico e quello del gene
dell’insulina. Il plasmide si ricompone ad anello comprendendo anche il gene
nuovo.
3) Il plasmide messo a contatto con la cellula di Escherichia coli penetra al suo interno. Il DNA ricombinante
diventa parte integrante del DNA del batterio, il quale inizia a riprodursi
generando tante cellule identiche, tutte in grado di produrre l’insulina umana.
4) Il numero dei batteri inseriti in appositi fermentatori
aumenta in modo esponenziale, producendo molta insulina che viene
estratta, purificata e confezionata.
Con questa stessa tecnica vengono prodotte molte altre
proteine come l’ormone della crescita (precedentemente estratto dai
cadaveri umani), l’interferone (usato nella terapia dell’epatite C), o alcuni
vaccini di ultima generazione come quello dell’epatite B.
Grazie per questo chiaro excursus storico sull'insulina!
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