Pecore transgeniche per curare l'enfisema polmonare
Gli organismi unicellulari, come i batteri e i lieviti, costituiscono un sistema ideale per la produzione industriale di proteine umane, in quantità virtualmente illimitata. Tuttavia non tutte le proteine umane possono essere prodotte in questi organismi. Infatti in moltissimi casi le proteine dei mammiferi, se prodotte nei batteri non sono capaci di assumere la conformazione tridimensionale corretta. Inoltre molto spesso dopo la loro sintesi, le proteine umane subiscono complesse modificazioni che incidono pesantemente sulla loro attività biologica (come la glicosilazione), che i batteri e i lieviti non sono capaci di effettuare. Pertanto in questi casi l'unico modo per produrre proteine umane funzionali consiste nell'utilizzare un sistema cellulare più simile a quello dell'uomo. In molti casi si possono utilizzare come 'bioreattori' linee cellulari umane o di altri mammiferi, appositamente ingegnerizzate in modo da produrre le proteine di interesse. Tuttavia questa tecnologia è molto complessa e costosa. Una alternativa economicamente vantaggiosa consiste nella produzione di animali geneticamente modificati in modo da produrre la proteina umana in organi o fluidi corporei, da cui risulta semplice purificarla. Negli ultimi anni sforzi molto grandi sono stati devoluti alla produzione di pecore transgeniche capaci di secernere nel loro latte proteine umane di interesse terapeutico, come l'a-1-antitripsina e i fattori della coagulazione. Il primo passo per la generazione di questi veri e propri 'bioreattori' animali, consiste nel legare la sequenza genica codificante per la proteina umana alle sequenze di controllo della proteina lattoglobulina. Il costrutto viene fatto quindi integrare nel genoma di alcune pecore iniettandolo in ovociti fecondati. Se l'esperimento ha successo, la sequenza della lattoglobulina determina l'espressione della proteina umana nelle ghiandole mammarie delle pecore transgeniche, e la conseguente secrezione nel latte. Un esempio di utilizzo di questo sistema, già arrivato alla sperimentazione clinica, è la produzione della a-1-antitripsina. Questa molecola è normalmente molto abbondante nel sangue, e protegge organi come il polmone e il fegato da enzimi degradativi prodotti dallo stesso organismo. I soggetti che non ne producono sufficienti quantità sviluppano facilmente enfisema polmonare e cirrosi epatica. Finora l'unica fonte di a-1-antitripsina è costituita dal plasma dei donatori di sangue, e questo rende estremamente costosa la terapia. Tuttavia nel 1999 è iniziata la sperimentazione in terapia dell'a-1-antitripsina ricombinante purificata dal latte di pecore transgeniche. Se la molecola ricombinante dovesse dimstrarsi efficace, i costi del trattamento di questa patologia verrebbero drasticamente ridotti.