Het menselijk groeihormoon (HGH), geproduceerd door de hypofyse, is essentieel voor een goede groei bij kinderen. Sommige kinderen hebben echter aandoeningen die verminderde HGH-spiegels veroorzaken. Als kinderen zonder behandeling gaan, worden ze volwassen als ongewoon kleine volwassenen. Deze aandoening wordt behandeld door HGH toe te dienen, dat tegenwoordig wordt geproduceerd met behulp van recombinant-DNA (rDNA)-technologie.
Recombinant DNA
Wetenschappers gebruiken rDNA-technologie, een groep technieken die genen (specifieke stukjes DNA) isoleren, hechten ze naar andere stukjes DNA en dragen het nieuw gecombineerde genetische materiaal over aan een andere soort, zoals: bacteriën. Ook wel genetische manipulatie genoemd, rDNA-technologie is een relatief recente uitvinding die dateert uit de jaren zeventig. Insuline was het eerste eiwit dat werd geproduceerd met behulp van rDNA-methoden.
hypofyse
HGH is een eiwit en zoals alle eiwitten is het gemaakt van een keten van aminozuursubeenheden. (In het geval van HGH is het eiwit ongeveer 190 aminozuren lang.) Vóór de uitvinding van rDNA-technologie, HGH kan alleen moeizaam worden geproduceerd door het te isoleren van hypofyseweefsel dat van de mens is afgenomen kadavers.
Dit proces was inefficiënt, duur en soms onveilig. Het resulterende HGH-product bevatte bijvoorbeeld af en toe verontreinigingen uit kadaverweefsels. Zelden ontwikkelden patiënten die met HGH van kadavers werden geïnjecteerd, de ziekte van Creutzfeld-Jakob, een zeer ernstige menselijke versie van de gekkekoeienziekte. Infectie wordt veroorzaakt door eiwitten die prionen worden genoemd. Door de noodzaak voor menselijk weefsel te elimineren, vermijdt de rDNA-technologie deze en andere mogelijke contaminatieproblemen.
Isolatie
Genen zoals die voor HGH bevatten gecodeerde instructies voor eiwitproductie. In cellen wordt deze informatie eerst opnieuw gecodeerd vanuit DNA, wat informatie op de lange termijn oplevert opslag, naar een boodschapper-RNA (mRNA)-molecuul, dat specifieke instructies geeft voor HGH-eiwit productie.
Wetenschappers beginnen met het nemen van hypofyseweefsel en het isoleren van het mRNA dat wordt gecodeerd door het HGH-gen. Vervolgens gebruikten ze het mRNA als een sjabloon om complementair DNA (cDNA) te maken. Dit DNA bevat de gecodeerde instructies voor het maken van het HGH-eiwit.
Overdracht en productie
Nadat wetenschappers het cDNA hebben gemaakt, voegen ze het toe aan een plasmide, een kleine lus DNA uit een bacteriële cel. Vervolgens voegen ze het plasmide in bacteriën in. Wanneer de bacteriën in kweek worden gekweekt, gebruiken de cellen het overgedragen HGH-gen om te produceren en te isoleren HGH veel sneller en met minder inspanning en kosten dan mogelijk was met de menselijke hypofyse zakdoek. En omdat het eiwit door bacteriën wordt geproduceerd, is besmetting door componenten van kadaverweefsel niet mogelijk.