L’insulina umana ricombinante è un ormone commerciale utilizzato per il trattamento di pazienti affetti da diabete. L’insulina, che viene normalmente prodotta nel pancreas, serve a regolare la glicemia. Funziona permettendo allo zucchero nel sangue di passare nelle cellule del corpo in modo che le cellule possano usarlo per produrre energia. Se un paziente è diabetico e non può produrre insulina, i livelli di zucchero nel sangue aumenteranno, il che potrebbe causare seri problemi di salute. L’insulina deve quindi essere iniettata giornalmente per mantenere un livello costante di zucchero nel sangue.
L’insulina può essere estratta da maiali o mucche ed essere purificata per l’uso nell’uomo. L’insulina bovina delle mucche differisce dall’insulina umana per tre amminoacidi, mentre l’insulina suina dei maiali differisce dall’insulina umana solo per un amminoacido. Alcuni pazienti diabetici possono sviluppare una reazione allergica all’insulina degli animali se il corpo la riconosce come estranea. L’insulina umana ricombinante prodotta in laboratorio è identica all’ormone prodotto naturalmente e in genere non provoca una reazione allergica.
La tecnologia dell’acido desossiribonucleico (DNA) ricombinante ha permesso ai ricercatori di allontanarsi dall’insulina estratta dagli animali e sviluppare una tecnica per produrre insulina umana ricombinante. L’insulina è costituita da due catene di amminoacidi che sono collegate tra loro per formare una piccola molecola proteica. L’insulina umana ricombinante viene sintetizzata inserendo il DNA di ciascuna catena di insulina separatamente nel DNA di ceppi non infettivi indeboliti del batterio Escherichia coli, più comunemente noto come E. coli.
I batteri quindi subiscono molti cicli di divisione cellulare e possono produrre molte copie di ciascuna delle catene di insulina. Le singole catene della molecola di insulina vengono estratte dai batteri e purificate. Le due catene che compongono la molecola di insulina completa vengono quindi mescolate e lasciate che si leghino l’una all’altra.
L’insulina umana ricombinante può anche essere coltivata in cellule di lievito. Le cellule di lievito possono secernere l’intera molecola di insulina contenente entrambe le catene già legate insieme. Questo è un miglioramento rispetto alla produzione di E.coli perché elimina il passaggio aggiuntivo di mescolare due catene insieme.
Una volta che l’intera molecola di insulina umana ricombinante è stata purificata, è possibile apportare altre modifiche strutturali per migliorare la funzione della molecola. La sostituzione di un amminoacido in una certa posizione all’interno della molecola può portare a una preparazione di insulina ad azione rapida o ad azione prolungata. Questi sono indicati come analoghi dell’insulina e possono rimanere attivi per diversi periodi di tempo nel corpo. Ciò offre al medico e al paziente flessibilità nella progettazione di un protocollo di trattamento dell’insulina basato sullo stile di vita.