מיוצר על ידי בלוטת יותרת המוח, הורמון הגדילה האנושי (HGH) חיוני לצמיחה תקינה אצל ילדים. עם זאת, אצל חלק מהילדים יש הפרעות הגורמות להפחתת רמות HGH. אם ילדים עוברים ללא טיפול, הם מתבגרים כמבוגרים נמוכים במיוחד. מצב זה מטופל על ידי מתן HGH, המיוצר כיום באמצעות טכנולוגיית DNA רקומביננטי (rDNA).
DNA רקומביננטי
מדענים משתמשים בטכנולוגיית rDNA, קבוצה של טכניקות המבודדות גנים (פיסות DNA ספציפיות) אותם לחלקי DNA אחרים ומעבירים את החומר הגנטי החדש ששולב למין אחר כגון בַּקטֶרִיָה. המכונה לעיתים הנדסה גנטית, טכנולוגיית rDNA היא המצאה יחסית חדשה שתחילתה בשנות השבעים. אינסולין היה החלבון הראשון שיוצר בשיטות rDNA.
בלוטות יותרת המוח
HGH הוא חלבון, וכמו כל החלבונים, הוא עשוי משרשרת של יחידות משנה של חומצות אמיניות. (במקרה של HGH, החלבון אורכו כ -190 חומצות אמינו.) לפני המצאת טכנולוגיית ה- rDNA, ניתן היה לייצר HGH בעמל רק על ידי בידודו מרקמת בלוטת יותרת המוח שנלקחה מאדם גופות.
תהליך זה היה לא יעיל, יקר ולעיתים לא בטוח. לדוגמא, מוצר HGH שנוצר מכיל מדי פעם מזהמים מרקמות הגופות. לעיתים נדירות, חולים שהוזרקו עם HGH מגופות פיתחו מחלת קרויצפלד-יעקב, גרסה אנושית חמורה מאוד למחלת פרה מטורפת. זיהום נגרם על ידי חלבונים הנקראים פריונים. על ידי ביטול הצורך ברקמה אנושית, טכנולוגיית rDNA נמנעת מבעיות זיהום אפשריות אלו ואחרות.
בידוד
גנים כמו זה של HGH מכילים הוראות מקודדות לייצור חלבונים. בתוך התאים מקודדים מידע זה תחילה מ- DNA, המספק מידע לטווח הארוך אחסון, למולקולת RNA שליח (mRNA), המספקת הוראות ספציפיות לחלבון HGH הפקה.
מדענים מתחילים בלקיחת רקמת בלוטת יותרת המוח ובידוד ה- mRNA המקודד על ידי הגן HGH. בשלב הבא הם השתמשו ב- mRNA כתבנית ליצירת DNA משלים (cDNA). DNA זה מכיל את ההוראות המקודדות להכנת חלבון HGH.
העברה והפקה
לאחר שמדענים יוצרים את ה- cDNA, הם מוסיפים אותו לפלסמיד, לולאת DNA קטנה שנלקחה מתא חיידקי. לאחר מכן הם מכניסים את הפלסמיד לחיידקים. כאשר מגדלים את החיידקים בתרבית, התאים משתמשים בגן ה- HGH שהועבר לייצור ובידוד HGH הרבה יותר מהר ועם פחות מאמץ והוצאות ממה שהיה אפשרי בבלוטת יותרת המוח האנושית רִקמָה. ומכיוון שהחלבון מיוצר על ידי חיידקים, זיהום על ידי רכיבים של רקמת הגופות אינו אפשרי.