Éxitos transgénicos: la insulina

Desde su descubrimiento, la insulina se ha convertido en una de las moléculas más estudiadas de la historia de la medicina. Como todos sabemos, la insulina es una proteína  relacionada con la diabetes, una enfermedad que afecta a un amplio porcentaje de la población.

No obstante, el vínculo entre insulina y diabetes no ha estado siempre tan claro, de modo que inicialmente el único tratamiento conocido para controlar la diabetes era la ingestión de una dieta baja en carbohidratos y alta en proteínas y grasas, que actúan retrasando la asimilación de los azúcares.

No fue hasta 1922 cuando se administró por primera vez insulina para tratar la diabetes, concretamente un extracto de hígado de ganado que, debido a las impurezas presentes, producía grandes reacciones alérgicas. Los experimentos avanzaron, intentando encontrar la dosis exacta necesaria para una correcta respuesta del organismo,  obteniendo resultados más o menos satisfactorios.

La revolución se inicia en 1926, año en que se consigue la cristalización de la proteína(1). Posteriormente, en 1955, Sanger consigue descifrar su composición(2), obteniendo que estaba formada por dos cadenas de 21 y 30 aminoácidos (cadenas A y B, respectivamente) unidas por puentes disulfuro establecidos entre varios residuos de cisteína. El conocimiento de la secuencia y estructura de una molécula es vital, pues ayuda a entender cómo funciona en el organismo, las interacciones que se producen… Hay que destacar que la insulina fue una de las primeras proteínas cristalizadas, y la primera en ser secuenciada.

Estructura primaria de la insulina humana

Por aquel entonces, 60 años después del primer ensayo realizado en humanos, la insulina que se administraba a los diabéticos se obtenía de vacas y cerdos, con un efecto muy similar al producido por la variante humana, pero también con numerosos problemas de tipo alérgico derivados de las impurezas con las que se obtenía, como por ejemplo erupciones cutáneas. En 1963, la insulina se convirtió en la primera proteína en ser sintetizada in vitro, por Meinhofer y colaboradores(3) , pero con un rendimiento bastante pobre, lo que impedía su utilización masiva contra la diabetes.

Así llegamos a la insulina recombinante ya que, en el año 1978, gracias al desarrollo de la ingeniería genética se consigue la síntesis de la insulina mediante técnicas biotecnológicas4 (una vez más, es la primera proteína en la que se llevan a cabo).

El procedimiento llevado a cabo fue muy ingenioso, utilizando las bacterias Escherichia coli (E. coli para los amigos) como factorías en miniatura para producir de forma separada las cadenas A y B de la insulina humana, introduciendo para ello los genes  que las codifican en las bacterias mediante un vector (pBR322). Posteriormente se llevaba a cabo la purificación, plegamiento y unión in vitro de las cadenas, mediante la oxidación de las cisteínas para formar los puentes disulfuro de la proteína activa.

Proceso de obtención de una proteína recombinante

El resultado fue una insulina humana (denominada comercialmente Humulin), más barata de producir, potente y segura, ya que no mostraba los problemas que producían las homólogas animales. Empezó a distribuirse a principios de los años 80 como tratamiento contra la diabetes, siendo (una vez más) la primera proteína recombinante aprobada como medicamento.

Hoy en día, prácticamente todos los diabéticos son tratados con algún tipo de insulina recombinante, pues se han conseguido numerosos análogos con diferentes cualidades (de efecto retardado, más potente…).

Humulin

No obstante, la investigación no termina aquí. En los últimos años se está consiguiendo que otros organismos genéticamente modificados produzcan insulina humana, con numerosas ventajas. Por ejemplo, científicos argentinos han obtenido vacas transgénicas que producen leche enriquecida en pro-insulina humana5, que evitarían tener que purificar la proteína, pues únicamente habría que consumir la leche. Lo mismo ocurre con el cártamo (Carthamus tinctorius L., azafrán bastardo), que se ha modificado para que produzca insulina humana en sus semillas6.

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Este artículo participa en los Premios Tesla de divulgación científica y nos lo envía Vicente Planelles (@apoptosome en twitter) estudiante de Bioquímica en la Universitat de València.

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Referencias
1 Abel, J. 1926. Crystalline insulin”. Proceedings of the National Academy of Sciences12: 132 – 136.

 2 Brown, H., Sanger, F. & Kitai, R. 1955. “The structure of pig and sheep insulins”, Biochemical Journal. 60(4): 556–565.

3 Meienhofer, J., Schnabel, E., Bremer H, Brinkhoff, O., Zabel, R., Sroka, W.,  Klostermeyer, H., Brandenburg, D., Okuda, T. & Zahn, H. 1963. “Synthese der Insulinketten und ihre Kombination zu insulactiven Präparaten”. Naturforsch. 18:1120.

4 Goeddel, D. etal. 1979. “Expression in Escherichia coli of chemically synthesized genes for human insulin. Proceedings of the National Academy of Sciences. 76: 106 – 11.

5 http://www.reuters.com/article/2007/04/18/usbiotechargentinadiabetesidUSN1744610320070418

 6 http://www.isis.org.uk/gmSaffloweHumanProInsulin.php

39 Comentarios

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Cabezón

Mi hijo es diabético desde 1992, así que conozco bien este tema. Y soy el primero en decir ¡viva la insulina transgénica!
De hecho, hace un siglo, la diabetes era una enfermedad mortal, sin posibilidad alguna de curación. Los pacientes duraban unos cuantos meses hasta fallecer por coma hiperglucémico. Hoy es una enfermedad crónica que apenas limita la vida del paciente: salvo por cuidar un poco las comidas, ponerse la insulina cuando corresponda y llevar una vida regular (lo que va bien a cualquiera, sea o no diabético), una persona afectada de diabetes (que no un enfermo) puede hacer vida totalmente normal.
Por cierto, tema para otro artículo: los aparatos para medir la glucemia. Otro gran avance.

ArbeyArbey

Buen artículo, pero creo que el título lleva a confusión… si lo he entendido bien, la insulina que se usa hoy en día es una proteína recombinante, y la obtenida a partir de vacas transgénicas es “solo” el futuro más inmediato. Pero al leer el título, al menos a mí, me da a entender que la insulina ampliamente utilizada tiene un origen transgénico, lo que me ha sorprendido. En fin, quizá es confusión solo personal, no me hagáis mucho caso 😛

Antonio E.Antonio E.

Has malinterpretado algo: La insulina recombinante procede de organismos transgénicos (E. coli transgénicos), por eso es una proteina recombinante.

jcsjcs

El título no me parece equivocado. En el articulo se explica que se ha introducido nuevos genes en las E.coli para que puedan producir las cadenas que más tarde serán combinadas para formar la proteína. Las E.coli que son transgénicas.

ArbeyArbey

Ah, claro, la levadura es transgénica… En ese caso el título es perfectamente correcto, claro. Gracias por la explicación y enhorabuena al autor, he aprendido con su artículo.

PedroPedro

Echo en falta una breve referencia al descubrimiento de la hormona de la Insulina por Banting y Best:
http://goo.gl/slXhR
Por todo lo demás me parece un excelente artículo.

ApoptosomeApoptosome

Iba a poner enlazado el artículo del descubrimiento publicado en la web de los premios nobel, pero estaba en inglés (obviamente) y lo dejé, y se me olvidó encontrarle un sustituto en castellano.

Gracias por el enlace!

Navarro

Un interesante artículo de divulgación, aunque creo que en algunos puntos se puede confundir a ciertos lectores que tal vez no posean determinados conocimientos científicos.

El procedimiento de obtención de insulina es en esencia como indicas, pero en el último párrafo indicas que ciertas vacas podrían (ó pueden) producir insulina en la leche, que no sería necesario purificar, al poder consumir la leche directamente. Esto puede causar confusión dado que, al ser la insulina un polipéptido, quedaría destruida inmediatamente a su paso por el sistema digestivo, sin llegar a circulación sistémica. Es por ello que en cualquier caso, la insulina debe ser administrada por vía parenteral (con matices, pero en cualquier caso nunca se administra por vía oral).

Un saludo.

ApoptosomeApoptosome

Te respondí, pero el comentario no ha aparecido…

Lo que decía es, básicamente, que es cierto que técnicamente esa frase está mal. Obviamente, si se ingiere la insulina vía oral en el estómago será destruida, por lo que no hará ningún efecto.

Lo que realmente debería decir es que, obteniéndola de este modo, la purificación es mucho más fácil. En la proteína recombinante “tradicional” hay varios pasos de tratamiento para su producción (omitidos en el artículo para no cargarlo de tecnicismos): la insulina se sintetiza unida a la β-galactosidasa y con un residuo de Metionina “espaciador” entre ambas, se aísla utilizando bromuro de cianógeno (que corta tras las Met, ¡con la suerte de que no hay ningún otro residuo de Met en las cadenas!), y luego se tratan para convertirlas en insulinas activas. Si se consigue que las vacas produzcan una insulina inactiva en la leche (inactiva por aquello de no afectarlas a ellas, vamos) , sólo hay que purificarlas y activarlas.

Un saludo!

Pequeño HerejePequeño Hereje

Lo que sí puede tener razón Navarro es que algunos no poseemos conocimientos tan profundos en el tema, uno puede entenderlo claro, pero hasta puede malinterpretarlo, hablo por algo más simple y explícito.

Claro, solamente estoy opinando pero el artículo ya que lo leo, lo re-leo y lo voy a re-leer me parece que está interesante.

Saludos.

AtolladeroAtolladero

Los diabéticos son parte de la conspiración de Monsanto para intentar vendernos que los transgénicos son buenos. Todos están vendidos a la malvada multinacional. Esto es así. #sarcasmo

futuramafuturama

No se trata de estar en un bando o en otro. Yo estoy en contra de los transgénicos agrícolas de Monsanto y me parece estupendo lo de la insulina transgénica. Aunque sigo estando en contra del modelo de patentes que hay hoy en día en temas biológicos y médicos. Si hubiese sido una única empresa y un único método, y hubieran decidido poner un precio desorbitado, solo vivirían los ricos? Hay temas de la ciencia aplicada que se escapan del debate científico.

PistachoPistacho

Y luego dicen que los transgénicos son seguros. Ja!!

¿Os habéis fijado en que todos los que consumen insulina transgénica son diabéticos?

¿Coincidencia?

😉

EstefaniaEstefania

Hay dos tipos de diabetes!!! Informate bien antes de hablar! Te lo dice una vegana en contra de Monsanto, con un hijo diabetico tipo 1, mi hijo va a natacion desde que nacio y es vegano y comemos casi todo organico, shhh !

daviddavid

Como diabético que soy, sólo puedo decir gracias y animar a que continúen con la investigación de células madres, ¿tan difícil es ver que el apoyo a la investigación trae como resultado personas sanas? ojalá cambie la visión en la cual los beneficios y el dinero están por encima de la salud y el bienestar social.
Gracias por el artículo. 1 saludo 😀

Patricia

Buen artículo, pero el titular no me parece el más adecuado. Parece más una ode a la totalidad de los transgénicos cuando en realidad hay importantes diferencias entre ellos. Por un lado están los >>transgénicos para uso farmacéutico<< que se cultiva y se usa en pequeñas cantidades con el objetivo de conseguir una determinada sustáncia, luego están >>transgénicos funcionales<< como un tipo de arroz enriquecido con vitamina A que ayudaría a evitar ceguera en la población más pobre (de estos hay muy pocos, no interesan economicamente) y por fin los >>transgénicos agrícolas<< que son los malísimos de Montsanto, Syngenta y Bayer, y son malísimos primero porque están patentandos (el agricultor no puede guardar semillas, tiene que comprarlas cada año), segundo porque o bien producen su propio plaguicida o bien son más resistentes a ello lo que lleva a mayor contaminación del suelo de la salud de las personas y aumento de resistencia de las plagas (de hecho ya hay un supergusano) y tercero porque reducen a biodiversidad agrícola. Enfin, celebro que la vida de los diabéticos sea más llevadera, pero ni una gota de esta imagen positiva se debe compartir con los productos transgénicos agrícolas.

JM mulet

Todo lo que has dicho de los transgénicos agrícolas (malos) es aplicable también a los trasngénicos de uso farmaceutico. Están patentados, en manos de grandes empresas y no puedes fabricartelos ni reproducirlos tú por tus medios. No entiendo por que unos te parecen buenos y otros malos. ¿te ha comprado Roche o Syngenta? ¿Trabajas para ellos? O es que el criterio es que los transgénicos de los que se puede beneficiar tu entorno son buenos y los demás son malos.

pacopaco

Supongo que conoces la campaña “hazte -eco” de antena 3 y greenpeace.La de los transgénicos la ponen en su canal para jóvenes(NEOX),especialmente durante la serie “The bing bang theory”(como si ese entorno le diese más caché al asunto).LLena de tópicos,incluso manipulan para decir que” la ciencia ha advertido de los peligros de los transgénicos” pero no dicen que para ser autorizados tienen que superar pruebas que demuestren que no son perjudiciales para la salud(alergias…)ni para el medio ambiente.Y de las “virtudes” ni una. Por si no lo conoces,este es el reportaje sobre los transgénicos en su web(8 minutos y distinto al reportaje en el canal de tv):
http://www.antena3.com/especiales/no...500044.html
Te lo comento aquí porque llega a más gente que en tu blog,a ver si haces un artículo poniéndoles los puntos sobre las íes,porque conozco mucha gente de 15-35 años que tienen una visión de los transgénicos muy radical y distorsionada a partir de estos reportajes en los que solo se da la versión del tema de greenpeace sin contrastar con ningún científico,
Un saludo 😉

futuramafuturama

La insulina transgénica permite el uso descontrolado de herbicidas? Introduce en el medio natural un nuevo código genético que produce biocidas? Fomenta los monocultivos sin rotación, forzando a una agricultura más química, lo cual deja la tierra inservible? Puede provocar que los agricultores del tercer mundo abandonen sus cultivos tradicionales por otros transgénicos, dependiendo su vida de los precios del mercado?
No es por ofender, pero si eres ingeniero genético sabrás mucho de genética y de bioquímica, pero dudo que seas un experto en ingeniería agrícola, o en botánica, o en ecología, o en economía, o en ayuda al tercer mundo. Y hay expertos en cada uno de esos campos que se llevan las manos a la cabeza con el “modelo monsanto” de transgénicos.

JM Mulet

¿Y todo eso que tu dices lo hacen las plantas transgénicas? ¿El monocultivo existe desde los transgénicos? ¿Se introducen biocidas en el medio natural? Jolín, pues si que sabes cosas. ¿son ciertas? Puedes poner ejemplos de terrenos baldíos por culpa de los trasngénicos? o de impacto ambiental por culpa de biocidas?

Pista, creo que vas por mal camino:

http://www.sciencemag.org/content/330/6001/189

plisplis

Éxitos nucleares: la radioterapia.
¿Todos los usos nucleares son buenos y necesarios por ello?, ¿no se están llegando a mejores soluciones por otras vías?.
Investigación toda, industria y negocio mejor no, que ya sabemos que se mira únicamente al final.
Espero que se deje de apoyar ciegamente a los transgénicos y la autocrítica tenga su hueco en ellos algún día, solo llegara como siempre después de desastres y de chamuscar conciencias.
Doy gracias por las cosas buenas que nos han traído los transgénicos y nos traerán pero no son la solución mágica para todo.

Samfrado

Leí, no recuerdo donde, y no puedo garantizar que sea fiable, que tras sintetizarse por primera vez insulina humana artificialmente algunos racistas norteamericanos estaban en contra de que se utilizase insulina “blanca” en personas de color. Para tratar de convencer se pusieron en contacto con la compañía. Uno de los investigadores responsables contestó a este grupo racista: miren dudo que esto sea un problema, las muestras que se utilizaron para sintetizar la insulina eran mías, y yo… soy negro. Asunto cerrado. ¿Es una historia real? no lo sé, pero en su momento me pareció Amazing.

HiperglucémicoHiperglucémico

Muy buen artículo.

Lo único que cambiaría es separar las palabras in vitro y Escherichia coli

ApoptosomeApoptosome

Son cosas del formato, al parecer hay problemas al introducir hipervínculos en palabras separadas. Además de las que mencionas, también pasa con “puente disulfuro” y con toda la referencia 4, que sale toda junta al mogollón :)

MercedesMercedes

¡La estructura primaria que se muestra no es la de la insulina!!! es la de un análogo de insulina: glargina.

FranciscoFrancisco

Hola amigos. Quisiera darles mi opinión. Soy Nutricionista y desde hace unos años me he puesto a investigar el tema de transgénicos, lo cual para nada ha resultado fácil. Cuando vamos a foros de transgénicos, los defensores de los mismos (de los cultivos, p ej Croplife) indican muchas cosas, por ejemplo la comparación con la insulina, y que por ende los transgénicos son seguros, si ya se usan en fármacos. Esta presunción es una falacia lógica. Debemos de tener claras las diferencias entre un extracto proteíco realizado en tubos de ensayo, en ambientes controlados como laboratorios y completamente purificados y los cultivos de consumo humano, liberados en el ambiente, no purificados (nadie ha logrado caracterizar químicamente un alimentos por completo, la diversidad de moléculas es enorme) y que se comportan muy diferentes al estar los transgenes en un organismo vivo. Simplemente no hay un punto de comparación sustentable. Debemos tener en cuenta que aunque nos quieran hacer creer que sí, la ciencia aun no conoce en su totalidad las interacciones y funciones del ADN. Se nos sigue diciendo que un gen codifica para un proteína y listo, pero se conocen interacciones entre genes que pueden llevar, solo por este punto, a una infinidad de funcionalidades o disfuncionalidades. Obviamente aqui no quiero imponer ningun pensar, cada uno sacá sus conclusiones, pero como profesional de la salud creo que debemos abrir la mente a la ciencia, no al dogma que se nos intenta imponer. No sé si saben, pero muchos cultivos transgénicos no necesitan siquiera llevar una evaluación de seguridad. La FDA y la USDA &EPA los piden voluntariamente. Las investigaciones son hechas por la mismas empresas (Monsanto, Bayer p ej) y se nos dice que debemos creer en su fiabilidad, aunque no podamos ver los datos completos pues se catalogan como secreto comercial privado. Esto es preocupante, les recuerdo que Monsanto fue encontrado realizando fraude en un estudio científico del cloroacne y cáncer y los PCBs…. simplemente mintieron y ocultaron datos. ¿ Podemos confiar en la ciencia corporativa? Los reto a buscar los estudios de seguridad del maíz transgénico, simplemente no están publicados y nadie puede hacer un escrutinio. Dudemos entonces, la sana duda en que se basa la ciencia, no caigamos en dogmatismos ni en blancos y negros, recuerda el dicho “divide y vencerás”, eso se está haciendo con los GMO. Saludos

RubenRuben

Lo comentado reiteradamente, la insulina como medicamento es un gran desarrollo de Ingeniería Genética (un transgenico).

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