นักวิทย์สร้างวัวตัวแรกของโลกที่ผลิตอินซูลินในน้ำนมได้
นักวิทยาศาสตร์สร้าง ‘วัวตัวแรกของโลก’ ที่สามารถผลิต ‘อินซูลิน’ ในน้ำนมได้ หวังแก้ไขปัญหาการจัดหาอินซูลินที่ใช้กับผู้ป่วยเบาหวาน งานวิจัยล่าสุดนี้เป็นเพียงการพิสูจน์ว่าทำได้ แต่ยังไงก็ตามต้องผ่านการตรวจสอบและขออนุญาตจากองค์กรอาหารและยา ก่อนจะใช้จริง
ในงานวิจัยที่นำโดยภาควิชาสัตวศาสตร์จากวิทยาลัยเกษตรกรรม ผู้บริโภค และวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม ของมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ อัลบานา-แคมแปญ กับ มหาวิทยาลัย Universidade de São Paulo ในบราซิล ได้ทำการตัดต่อพันธุกรรมเพื่อสร้างวัวที่สามารถผลิตโปรตีนอินซูลินให้อยู่ในน้ำนมวัวได้สำเร็จ
“พระแม่ธรณี(Mother Nature หรือจะเรียกว่าพระแม่แห่งธรรมชาติก็ได้) ได้ออกแบบต่อนน้ำนมให้เป็นโรงงานสร้างโปรตีนได้อย่างมีประสิทธิภาพจริง ๆ” Matt Wheeler ผู้นำการวิจัยกล่าว “เราสามารถใช้ประโยชน์จากระบบดังกล่าวเพื่อผลิตโปรตีนที่สามารถช่วยเหลือผู้คนหลายร้อยล้านคนได้ทั่วโลก”
ปัจจุบันองค์การอนามัยโลกประเมินไว้ว่ามีผู้ป่วยเบาหวานที่ต้องการอินซูลินอยู่ราว 150-200 ล้านรายทั่วโลก แต่เพียงครึ่งเดียวเท่านั้นที่ได้ตามต้องการโดยส่วนใหญ่อยู่ในประเทศที่ร่ำรวย ทำให้ผู้ป่วยในประเทศที่มีรายได้ต่ำถึงปานกลางไม่สามารถเข้าถึงได้อินซูลินอย่างเพียงพอ
ด้วยเหตุนี้ทีมวิจัยจึงหวังแก้ปัญหาด้วยการหาแหล่งใหม่ ๆ ในการผลิตอินซูลิน แทนวิธีดั้งเดิมที่สร้างขึ้นจากแบคทีเรียที่อยู่ในถังหมักขนาดใหญ่ ซึ่งจะถูกเก็บเกี่ยวและทำให้บริสุทธิ์เพื่อใช้เป็นยาต่อไป แต่ในงานวิจัยล่าสุดนี้ พวกเขาเลิกยุ่งกับแบคทีเรียแล้วไปหาสิ่งอื่นแทน
ทีมงานได้ใช้ส่วนรหัสของ DNA มนุษย์ที่ถูกระบุว่าเป็นคำสั่งสร้างสารตั้งต้นของอินซูลินที่มีชื่อว่า ‘โปรอินซูลิน’ (Proinsulin) เข้าไปในเซลล์ของตัวอ่อนวัว 10 ที่ฝั่งอยู่ในมดลูกวัวบราซิลทั่วไป เพื่อสร้างลูกวัวดัดแปลงพันธุกรรมขึ้นมา โดย DNA ของมนุษย์จะมุ่งเป้าไปสร้างการเปลี่ยนแปลงของกระบวนการผลิตน้ำนมในเนื้อเยื่อเต้านมของวัว
“การใช้โครงสร้าง DNA เฉพาะสำหรับเนื้อเยื่อเต้านมนั้นหมายความว่า ไม่มีอินซูลินของมนุษย์ไหลเวียนอยู่ในเลือดของวัวหรือเนื่อเยื่ออื่น ๆ” Wheeler บอก “เป้าหมายของเราคือการสร้าง โปรอินซูลิน ทำให้มันบริสุทธิ์ และไปต่อจากจุดนั้น”
ลูกวัวตัวนั้นสามารถเกิดมามีชีวิตได้อย่างปกติ และเมื่อมันโตเต็มที่ ทีมวิจัยก็ได้ใส่ฮอร์โมนเพื่อกระตุ้นให้วัวนั้นสร้างน้ำนมเป็นครั้งแรก แม้ว่าปริมาณนมที่ออกมาจะน้อยกว่าที่ผลิตได้ตามปกติ แต่นักวิทยาศาสตร์พบว่านมนั้นมี โปรอินซูลิน และ อินซูลิน ของมนุษย์ได้อย่างน่าประหลาดใจ
อินซูลินและโปรอินซูลินดังกล่าวถูกผลิตออกมาในอัตราส่วน 2-3 กรัมต่อน้ำนมวัว 1 ลิตร เมื่อคำนวณเปรียบเทียบกับการผลิตน้ำนมปกติแล้ว ทีมวิจัยคาดว่าหากโครงการนี้ประสบความสำเร็จ พวกเขาจะผลิตอินซูลินได้ 40-50 ลิตรต่อวัน ซึ่งถือว่าเป็นปริมาณมหาศาล เมื่อเทียบกับอินซูลินที่ผลิตได้ในปัจจุบัน โดยอินซูลิน 1 หน่วยสากลจะมีอินซูลินบริสุทธิ์ปริมาณ 0.0347 มิลลิกรัม
“นั่นหมายความว่าแต่ละกรัม(อินซูลินจากนมวัว)เทียบเท่ากับอินซูลิน 28,818 หน่วย” Wheeler บอก “และนั่นก็แค่ 1 ลิตร(ของน้ำนม)เท่านั้น โฮลชไตน์(สายพันธุ์วัว)สามารถผลิตได้ 50 ลิตรต่อวัน คุณสามารถทำคณิตศาสตร์ได้”
เพื่อให้เห็นภาพชัด ผู้ป่วยโรคเบาหวานประเภท 1 จะกินอินซูลินโดยเฉลี่ยประมาณ 8-10 หน่วยต่อ 1 มื้อกลางวัน เมื่อคำนวณคร่าว ๆ นมวัวที่ดัดแปลงพันธุกรรมนี้เพียง 1 ลิตรจะสร้างอินซูลินให้ใช้ได้กับมื้อกลางวัน 2,881 มื้อ (เฉพาะมื้อกลางวัน) ซึ่งเท่ากับเกือบ ๆ 8 ปี!
ทีมวิจัยกล่าวว่า แค่ใช้วัวเพียงเล็กน้อยก็สามารถผลิตอินซูลินแซงหน้าวิธีเดิม ๆ ได้อย่างรวดเร็ว และสามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้สิ่งอำนวยความสะดวกหรือเครื่องมือขั้นสูงใด ๆ เลย แต่ยังไงก็ตามต้องมีการตรวจสอบทุกขั้นตอน และได้รับการอนุมัติจากองค์การอาหารและยาของแต่ละประเทศก่อนนำไปใช้จริง
“ผมเห็นอนาคตที่ฝูงสัตว์ 100 ตัวที่เทียบเท่ากับฟาร์มโคนมเล็ก ๆ ในรัฐอิลลินอยส์หรือวิสคอนซิน สามารถผลิตอินซูลินได้ทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับในประเทศได้” Wheeler บอก “แล้วถ้าเป็นฝูงที่ใหญ่กว่าล่ะ? คุณสามารถตอบสนองต่อความต้องการของทั้งโลกได้ภายในปีเดียว”
ที่มา
https://analyticalsciencejournals.onlinelibrary.wiley.com…
https://www.iflscience.com/genetically-modified-cow…
https://cosmosmagazine.com/…/first-cow-to-produce…/
https://newatlas.com/…/cows-low-cost-insulin-production/
https://interestingengineering.com/…/worlds-first…
https://www.sciencealert.com/scientists-engineer-cow-that…
Photo : Envato