...lidský inzulin – klíčové léčivo pro miliony diabetiků – se dnes vyrábí především pomocí geneticky upravených mikroorganismů?

Diabetes mellitus je chronické onemocnění způsobené nedostatkem inzulinu nebo sníženou citlivostí buněk na tento hormon. Projevuje se zvýšenou hladinou glukózy v krvi (hyperglykémií), která může při dlouhodobém trvání vést k poškození řady orgánů, například ledvin, srdce, cév, nervového systému nebo sítnice. Počet lidí s diabetem neustále roste a dnes se odhaduje na více než 370 milionů pacientů.

Po mnoho desetiletí se inzulin získával ze slinivek prasat a skotu, což však přinášelo problémy s proměnlivou kvalitou i rizikem imunitních reakcí. Zásadní průlom přinesl rozvoj genetického inženýrství na konci 70. let, kdy vědci navrhli a syntetizovali geny pro řetězce lidského inzulinu a exprimovali je v bakterii Escherichia coli. V roce 1982 byl na trh uveden dokonce první rekombinantní lidský inzulin Humulin – první léčivo vyrobené pomocí technologie rekombinantní DNA schválené pro klinické použití.

Dnes se lidský inzulin vyrábí především pomocí geneticky upravených mikroorganismů, zejména bakterií E. coli nebo kvasinek Saccharomyces cerevisiae. Gen kódující inzulin je vložen do plazmidového vektoru a zaveden do hostitelského organismu (bakterie nebo kvasinka), který během kultivace v bioreaktoru produkuje proinzulin. Ten je následně purifikován a enzymaticky upraven na biologicky aktivní hormon. Takto získaný rekombinantní inzulin má vyšší čistotu, nižší riziko imunologických reakcí a umožňuje také výrobu různých inzulinových analogů s upravenými farmakokinetickými vlastnostmi.

Výzkum se navíc zaměřuje i na nové produkční systémy, například transgenní rostliny, které by mohly umožnit levnou a velkokapacitní výrobu inzulinu. Experimentálně byl například rekombinantní proinzulin exprimován v semenech modelové rostliny Arabidopsis thaliana, kde se ukládal do tzv. olejových tělísek – zásobních organel obsahujících lipidy. Takový systém by mohl v budoucnu nabídnout stabilní a ekonomicky výhodnou produkci inzulinu. Biotechnologie tak hrají klíčovou roli v zajištění dostupnosti tohoto životně důležitého léčiva pro stále rostoucí počet pacientů.

Více informací na toto téma můžete najít zde:

​Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová​​​​​​