Koza místo fermentoru?

Naše tělo produkuje mnoho různých peptidů s řídícími funkcemi: enzymů, hormonů, růstových regulátorů, nástrojů imunitního systému a těch, o kterých nevíme, k čemu jsou. Není-li jich správné množství ve správný čas a na správném místě, tělo strádá a bylo by vhodné peptidy přidat. Jenže kde je vzít? Většina z nich je pro člověka specifická. Dokonce i populární inzulin ze zdroje člověku velmi podobného – vepře domácího – se v jedné aminokyselině liší. Proto oznámení firmy Genentech, že se Dennisu Kleidovi a Davidu Goeddelovi podařilo v noci na 24. srpna 1976 z bakterie Escherichia coli získat lidský inzulin, vyvolalo velkou slávu a vzestup akcií firmy. Vědci, novináři a firmy, které potřebovaly prodat akcie, se předháněli ve vizích, jak pivovarské kádě produkují za babku vzácné peptidy vyžadované lékaři. Časem se ukázalo, že velkoprodukce je sice možná, ale... Především malé peptidy se připravovaly tak, že gen pro jejich složení se zavěsil za gen pro β-galaktosidázu. Bohužel, jím produkovaný malý peptid se jaksi „ztrácel“ v sousedství velkého enzymu. Ani po změně „tahouna“ vneseného genu nebyla velkovýroba snadná, a tak produkt byl značně dražší, než se očekávalo.

Kromě toho bakterie neumí na peptid navazovat zbytky cukrů, které jsou někdy pro správnou funkci třeba. Zkoušely se kultury živočišných buněk, které glykosylaci částečně dovedou. Tato technika je náročná, drahá, zařízení i laika nadchne svou dokonalostí, ale výrobky byly podezírány z možných kontaminací živočišnými (třeba neznámými) viry.

I přes tyto peripetie se podařilo schválit úctyhodnou řádku farmaceuticky významných lidských peptidů pro použití v lékařství (viz obrázek).

S produkcí těchto látek z geneticky modifikovaných mikroorganizmů ve fermentorech jsou další potíže. Předpisy vyžadují přísná opatření proti možnému úniku těchto modifikovaných organizmů. Je to i zájem firmy, protože modifikované kmeny jsou patentovány nebo utajovány – jejich zcizením by firma přišla o náklady věnované vývoji. Zachovat potřebná opatření není levné.

Proto vzbudil všeobecný zájem výzkum veterinářů. Býk Herman (viz Budil Ivo, Vesmír 72, 50, 1993/1) a ovce Tracy zahájili v Massachusetts před čtyřmi lety historii transgenních velkých produkčních zvířat. Ovlivňovat jejich genom k vyšší produkci masa, mléka nebo vlny není příliš atraktivní, protože rozvinuté země nepociťují nedostatek těchto produktů, které jsou levné. Genetici se proto pokusili přimět domácí zvířata, aby v mléku produkovala farmaceuticky žádané (a patřičně ceněné) peptidy. Mléčná žláza vytváří velké množství bílkoviny, takže peptid navíc by neměl být problém. Kromě toho dokáže bílkoviny patřičně vybavit cukernými zbytky, což nedovedou mikroorganizmy.

Tato myšlenka byla velmi úspěšná. Produkce některých peptidů v množství 4 g na litr mléka není dnes vzácností. V tab. II uvádím některé příklady (podle Gen. Eng. News 15, (18):8, 1995).

Stejně jako při nadšených představách o produkci podobných peptidů v pivovarských kádích se i zde hned začalo odhadovat, jak velké stádo by bylo třeba, aby pokrylo současnou světovou potřebu. Tyto zajímavé kalkulace uvádíme v tab. III.

Vidíme, že některé případy, třeba faktor IX a protein C, jsou velmi zajímavé. Uvažme ještě dva další body proti mikroorganizmům a pro chlupaté či štětinaté bioreaktory: Snadněji se uhlídá jejich únik do životního prostředí, kde by mohly nekontrolovaně šířit svůj modifikovaný genom. Z hlediska ochrany duševního vlastnictví musím uznat, že zcizit kmen Escherichia coli a krávu je přece jen rozdíl.