Eerste transgene koe produceert humane insuline

Het onderzoek werd geleid door de Universiteit van Illinois Urbana-Champaign (UIUC) en de Universiteit van São Paulo. „Moeder natuur heeft de melkklieren ontworpen als fabriekjes die zeer efficiënt eiwitten kunnen produceren”, zegt professor Matt Wheeler van het departement dierwetenschappen van de UIUC.

Wheelers Braziliaanse collega-onderzoekers hebben een deel van het menselijk DNA dat codeert voor pro-insuline – de hormonale voorloper van insuline – ingebracht in de celkern van 10 koeienembryo’s. Deze embryo’s zijn geïmplanteerd in gewone Braziliaanse koeien. Daaruit werd een transgeen kalf geboren.

Dankij de moderne genetische technieken komt het menselijk DNA alleen in het uierweefsel tot uiting. Dat betekent dat er geen menselijke insuline rondgaat in het bloed van de koe of in andere organen, legt Wheeler uit. „Het voordeel is ook dat het uierweefsel grote hoeveelheden eiwit kan produceren.”

Toen het transgene kalf dekrijp was, is het niet gelukt om haar met de reguliere KI-methoden drachtig te krijgen. Daarom is door middel van hormonen de eerste lactatie opgewekt. Het dier produceerde hierop wel melk, maar minder dan na een normale dracht, aldus de onderzoekers. Desalniettemin bevatte de melk pro-insuline, en tot ieders verbazing ook insuline.

Insuline

„Ons oorspronkelijk doel was om de pro-insuline te zuiveren tot insuline, maar de koe maakte het zelf al. De melkklier is een magisch orgaan.” De koe maakt drie delen insuline op een deel pro-insuline.

Een normale standaard unit insuline weegt niet meer dan 0,0347 milligram. Wheeler schat in dat een transgene koe circa 1 gram insuline per liter melk moet kunnen maken, oftewel 28.818 units insuline. Bij een (voor Amerikanen) typische Holstein-productie van 40 tot 50 liter daags is dat een hoop insuline, stelt hij.

Klonen

De onderzoekers zijn nu van plan om de koe te klonen. Ze hopen op een verhoogde melkproductie als de koeien wel normaal drachtig worden. Uiteindelijk is het doel om ook een transgene stier te creëren, die de koeien kan bevruchten en zo voor transgene nakomelingen kan zorgen. Zelfs een klein koppel transgene koeien kan al snel de bestaande technieken voor de insulineproductie – genetisch gemodificeerde gisten en bacteriën - voorbijstreven. Bovendien kunnen de koeien zonder hoogtechnische faciliteiten, aldus de onderzoekers.

„Voor een grootschalige insulineproductie in melk heb je een gespecialiseerd bedrijf nodig met een hoge gezondheidsstatus, maar dat is voor onze melkveesector niks bijzonders”, volgens Wheeler. „Wij weten wat we doen met koeien.”

De volgende stap is nu een systeem om de insuline te verzamelen en te winnen uit melk. Daarnaast moet de Amerikaanse voedselveiligheidsdienst FDA toestemming geven voor het gebruik van deze insuline. Wheeler weet zeker dat dat gaat lukken. „In de toekomst zie ik een koppel van 100 koeien voor me, die alle insuline kan produceren die we in Amerika nodig hebben. En een grotere kudde? Die zou in de hele wereldvraag kunnen voorzien.”

Stier Herman

In Nederland werd in 1990 ‘s werelds eerste transgene stier geboren, stier Herman. Hij kwam ter wereld bij biotechbedrijf Pharming. Ook in Herman zijn DNA was een stukje menselijk DNA ingebouwd, waardoor zijn nakomelingen melk gaven met humaan lactoferrine, een ontstekingsremmend eiwit wat gebruikt zou kunnen worden voor babyvoeding.

Na hevige discussies over de ethische kanten van genetische manipulatie werd in 1992 besloten dat de stier zich mocht voortplanten. In totaal kreeg hij 55 nakomelingen. Hoewel er door zijn dochters wel enig humaan lactoferrine werd geproduceerd, waren de hoeveelheden minimaal, waardoor Herman meer een theoretisch dan een praktisch succes was.

In 1996 moest Herman volgens de wettelijke richtlijnen worden gedood, maar na protesten besloot toenmalig minister van Landbouw Jozias van Aartsen dat de stier mocht blijven leven, mits hij werd gecastreerd. Uiteindelijk werd hij ondergebracht bij natuurhistorisch museum Naturalis in Leiden. Vanwege artrose werd Herman in 2004 geëuthanaseerd. Hij is opgezet en nog steeds in Naturalis te bewonderen.