Geproduceerd door de hypofyse, is menselijk groeihormoon (HGH) essentieel voor een goede groei bij kinderen. Sommige kinderen hebben echter aandoeningen die een verlaagde HGH-spiegel veroorzaken. Als kinderen zonder behandeling gaan, rijpen ze als ongebruikelijk kleine volwassenen. Deze aandoening wordt behandeld door toediening van HGH, dat tegenwoordig wordt geproduceerd met behulp van recombinant DNA (rDNA) -technologie.

Recombinant DNA

Wetenschappers gebruiken rDNA-technologie, een groep technieken die genen isoleren (specifieke stukken van DNA), bevestig ze aan andere stukjes DNA en breng het nieuw gecombineerde genetische materiaal over naar een ander soort zoals bacteriën. Soms wordt genetische manipulatie genoemd, rDNA-technologie is een relatief recente uitvinding die dateert uit de jaren 1970. Insuline was het eerste eiwit geproduceerd met behulp van rDNA-methoden.

Hypofyse-klieren

HGH is een eiwit en net als alle andere eiwitten is het gemaakt van een keten van aminozuursubeenheden. (In het geval van HGH is het eiwit ruwweg 190 aminozuren lang.) Vóór de uitvinding van rDNA-technologie kon HGH slechts moeizaam worden geproduceerd door het te isoleren van slijmachtig klierweefsel dat is genomen van menselijke kadavers.

Dit proces was inefficiënt, duur en soms onveilig. Het resulterende HGH-product bevat bijvoorbeeld af en toe verontreinigingen uit kadaverweefsels. Zelden ontwikkelden patiënten geïnjecteerd met HGH uit kadavers 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 rDNA-technologie deze en andere potentiële besmettingsproblemen.

Isolatie

Genen zoals die voor HGH bevatten gecodeerde instructies voor eiwitproductie. In cellen wordt deze informatie eerst opnieuw gecodeerd uit DNA, dat langetermijninformatieopslag biedt, aan een messenger-RNA (mRNA) -molecuul, dat specifieke instructies geeft voor de productie van HGH-eiwitten.

Wetenschappers beginnen met het nemen van hypofyse klierweefsel en het isoleren van het mRNA gecodeerd door het HGH-gen. Vervolgens gebruikten ze het mRNA als een sjabloon om complementair DNA (cDNA) te creëren. 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 van DNA uit een bacteriële cel . Vervolgens brengen ze het plasmide in bacteriën. Wanneer de bacteriën in kweek worden gekweekt, gebruiken de cellen het overgedragen HGH-gen om HGH veel sneller en met minder inspanning en kosten te produceren en te isoleren dan mogelijk was met humane hypofyseklierweefsel. En omdat het eiwit door bacteriën wordt geproduceerd, is besmetting door componenten van kadaverweefsel niet mogelijk.