L’insuline humaine recombinante est une hormone commerciale utilisée pour traiter les patients souffrant de diabète. L’insuline, qui est normalement produite dans le pancréas, sert à réguler la glycémie. Il fonctionne en permettant au sucre dans le sang de passer dans les cellules du corps afin que les cellules puissent l’utiliser pour produire de l’énergie. Si un patient est diabétique et ne peut pas produire d’insuline, le taux de sucre dans le sang augmentera, ce qui pourrait causer de graves problèmes de santé. L’insuline doit alors être injectée quotidiennement pour maintenir un niveau constant de sucre dans le sang.
L’insuline peut être extraite de porcs ou de vaches et être purifiée pour être utilisée chez l’homme. L’insuline bovine de vache diffère de l’insuline humaine par trois acides aminés, tandis que l’insuline porcine de porc ne diffère de l’insuline humaine que par un acide aminé. Certains patients diabétiques peuvent développer une réaction allergique à l’insuline d’origine animale si le corps la reconnaît comme étrangère. L’insuline humaine recombinante produite en laboratoire est identique à l’hormone produite naturellement et ne provoque généralement pas de réaction allergique.
La technologie de l’acide désoxyribonucléique (ADN) recombinant a permis aux chercheurs de s’éloigner de l’insuline extraite des animaux et de développer une technique pour fabriquer de l’insuline humaine recombinante. L’insuline est composée de deux chaînes d’acides aminés qui sont liées entre elles pour former une petite molécule de protéine. L’insuline humaine recombinante est synthétisée en insérant l’ADN de chaque chaîne d’insuline séparément dans l’ADN de souches non infectieuses affaiblies de la bactérie Escherichia coli – plus communément appelée E. coli.
Les bactéries subissent alors de nombreux cycles de division cellulaire et peuvent produire de nombreuses copies de chacune des chaînes d’insuline. Des chaînes individuelles de la molécule d’insuline sont extraites des bactéries et purifiées. Les deux chaînes qui composent la molécule d’insuline complète sont ensuite mélangées et autorisées à se lier l’une à l’autre.
L’insuline humaine recombinante peut également être cultivée dans des cellules de levure. Les cellules de levure peuvent sécréter la molécule d’insuline complète contenant les deux chaînes déjà liées ensemble. Il s’agit d’une amélioration par rapport à la production d’E.coli car elle élimine l’étape supplémentaire consistant à mélanger deux chaînes ensemble.
Une fois que la molécule d’insuline humaine recombinante complète a été purifiée, d’autres modifications structurelles peuvent être apportées pour améliorer la fonction de la molécule. La substitution d’un acide aminé à une certaine position dans la molécule peut entraîner une préparation d’insuline à action rapide ou à action prolongée. Ceux-ci sont appelés analogues de l’insuline, et ils peuvent rester actifs pendant différentes durées dans le corps. Cela donne au médecin et au patient une flexibilité dans la conception d’un protocole de traitement à l’insuline basé sur le mode de vie.