Insulina umană recombinantă este un hormon comercial utilizat pentru tratarea pacienților care suferă de diabet. Insulina, care este produsă în mod normal în pancreas, servește la reglarea zahărului din sânge. Funcționează permițând zahărului din sânge să treacă în celulele corpului, astfel încât celulele să-l poată folosi pentru energie. Dacă un pacient este diabetic și nu poate produce insulină, nivelurile de zahăr din sânge vor crește, ceea ce ar putea cauza probleme grave de sănătate. Apoi, insulină trebuie injectată zilnic pentru a menține un nivel constant al zahărului din sânge.
Insulina poate fi extrasă din porci sau vaci și poate fi purificată pentru utilizare la om. Insulina bovină de la vaci diferă de insulina umană prin trei aminoacizi, în timp ce insulina porcină de la porc diferă de insulina umană doar cu un aminoacid. Unii pacienți diabetici pot dezvolta o reacție alergică la insulină de la animale dacă organismul o recunoaște ca fiind străină. Insulina umană recombinantă produsă în laborator este identică cu hormonul produs în mod natural și de obicei nu provoacă o reacție alergică.
Tehnologia acidului dezoxiribonucleic recombinant (ADN) a permis cercetătorilor să se îndepărteze de insulina extrasă de animale și să dezvolte o tehnică de producere a insulinei umane recombinate. Insulina este alcătuită din două lanțuri de aminoacizi care sunt legate între ele pentru a forma o moleculă mică de proteine. Insulina umană recombinantă este sintetizată prin inserarea ADN-ului din fiecare lanț de insulină separat în ADN-ul tulpinilor neinfecțioase slăbite ale bacteriei Escherichia coli – cunoscută mai frecvent ca E. coli.
Bacteriile suferă apoi mai multe cicluri de diviziune celulară și pot produce multe copii ale fiecărui lanț de insulină. Lanțurile individuale ale moleculei de insulină sunt extrase din bacterii și purificate. Cele două lanțuri care alcătuiesc molecula completă de insulină sunt apoi amestecate și lăsate să se lege unul de celălalt.
Insulina umană recombinantă poate fi, de asemenea, cultivată în celule de drojdie. Celulele de drojdie pot secreta molecula completă de insulină care conține ambele lanțuri deja legate între ele. Aceasta este o îmbunătățire față de producția de E.coli, deoarece elimină pasul suplimentar de amestecare a două lanțuri împreună.
Odată ce molecula completă de insulină umană recombinantă a fost purificată, pot fi făcute alte modificări structurale pentru a îmbunătăți funcția moleculei. Înlocuirea unui aminoacid într-o anumită poziție în moleculă poate avea ca rezultat un preparat de insulină care este fie cu acțiune rapidă, fie cu acțiune prelungită. Aceștia sunt denumiți analogi de insulină și pot rămâne activi pentru diferite perioade de timp în organism. Acest lucru oferă medicului și pacientului flexibilitate în proiectarea unui protocol de tratament cu insulină bazat pe stilul de viață.