Producerad av hypofysen är humant tillväxthormon (HGH) viktigt för korrekt tillväxt hos barn. Vissa barn har dock störningar som orsakar minskade HGH-nivåer. Om barn går utan behandling mognar de som ovanligt korta vuxna. Detta tillstånd behandlas genom administrering av HGH, som idag produceras med användning av rekombinant DNA (rDNA) -teknologi.
Rekombinant DNA
Forskare använder rDNA-teknik, en grupp tekniker som isolerar gener (specifika bitar av DNA), fäster dem till andra bitar av DNA och överför det nyligen kombinerade genetiska materialet till en annan art som bakterie. Ibland kallas genteknik, rDNA-teknik är en relativt ny uppfinning som går tillbaka till 1970-talet. Insulin var det första proteinet som producerades med rDNA-metoder.
Hypofysen
HGH är ett protein, och som alla proteiner är det gjort av en kedja av aminosyraunderenheter. (När det gäller HGH är proteinet ungefär 190 aminosyror långt.) Innan uppfinningen av rDNA-teknik, HGH kunde bara produceras mödosamt genom att isolera det från hypofysvävnad som tagits från människa kadaver.
Denna process var ineffektiv, dyr och ibland osäker. Till exempel innehöll den resulterande HGH-produkten ibland föroreningar från kadavervävnader. Sällan utvecklade patienter injicerade med HGH från kadaver Creutzfeld-Jakobs sjukdom, en mycket allvarlig mänsklig version av galna ko-sjukdomar. Infektion orsakas av proteiner som kallas prioner. Genom att eliminera behovet av mänsklig vävnad undviker rDNA-teknik dessa och andra potentiella kontamineringsproblem.
Isolering
Gener som den för HGH innehåller kodade instruktioner för proteinproduktion. Inuti celler kodas denna information först om från DNA, vilket ger långsiktig information lagring, till en messenger RNA (mRNA) -molekyl, som ger specifika instruktioner för HGH-protein produktion.
Forskare börjar med att ta hypofysvävnad och isolera mRNA som kodas av HGH-genen. Därefter använde de mRNA som en mall för att skapa komplementärt DNA (cDNA). Detta DNA innehåller de kodade instruktionerna för framställning av HGH-proteinet.
Överföring och produktion
Efter att forskare har skapat cDNA lägger de till en plasmid, en liten DNA-slinga som tas från en bakteriecell. Därefter sätter de plasmiden i bakterier. När bakterierna odlas i odling använder cellerna den överförda HGH-genen för att producera och isolera HGH mycket snabbare och med mindre ansträngning och kostnad än vad som var möjligt med mänsklig hypofys vävnad. Och eftersom proteinet produceras av bakterier är det inte möjligt att förorena komponenterna i kadavervävnaden.