• Ngày nay, nấm men cũng được sử dụng thay thế cho vi khuẩn E.Coli để sản xuất insulin. Có nhiều ưu điểm: tế bào nấm men tạo phân tử insulin người gần như hoàn chỉnh với cấu trúc không gian hoàn hảo. Điều đó làm giảm tối đa tính phức tạp và giá thành của các giai đoạn tinh sạch. Sản xuất insulin dựa trên công nghệ gene và công nghệ sinh học mang lại rất nhiều lợi ích và tính năng vượt trội hơn so với việc thu nhận từ động vật. Insulin được sản xuất trên nhiều hệ thống khác nhau như tế bào E. coli, tế bào Saccharomyces và ngay cả tế bào thực vật, đều có những thành công đáng kể. Tuy nhiên khi tạo ra insulin trên các hệ thống trên gặp một số hạn chế. Novo Nordisk là một trong những công ty hàng đầu thế giới bán insulin với chất lượng đáng tin cậy, công ty này sản xuất insulin thương mại trên hệ thống tế bào Saccharomyces. Nhóm nghiên cứu của Novo Nordisk tạo insulin trong hệ thống tế bào nấm men nhưng là Pichia cho thấy hệ thống này có nhiều ưu điểm hơn so với hệ thống Saccharomyces.
Hiện nay Trung Tâm Công Nghệ Sinh Học Thành Phố Hồ Chí Minh đang nghiên cứu tạo ra insulin theo phương pháp này. Đối tượng được chọn để sản xuất insulin là tế
bào nấm men Pichia. Trong giai đoạn đầu nghiên cứu, nhóm thực hiện tổng hợp gene mã hóa cho insulin. Hiện tại nhóm đang tiến hành nhân dòng gene mã hóa cho insulin trên plasmid mang pBluescript. Plasmid pBluescript mang gene mã hóa cho insulin sẽ được chuyển nạp vào E. coli. Khi thành công quá trình nhân dòng gene mã hóa cho insulin, gene mã hóa cho insulin sẽ được biểu hiện trong tế bào Pichia. Kiểm tra quá trình biểu hiện protein bằng kháng thể chuyên biệt. Tiến hành thu nhận và tinh sạch protein tái tổ hợp. Bước đầu kiểm tra hoạt tính insulin trên chuột thí nghiệm.
• Giả insulin :
Cải tiến phương thức hoạt động của insulin trong cơ thể người bằng cách thay đổi trình tự axitamin của nó và tạo ra chất tương tự. Insulin giả ít kết dính với nhau hơn và khuếch tán vào máu dễ dàng hơn. Quy trình sản xuất Insulin giả cũng tương tự như quy trình sản xuất insulin trên
• phương pháp sản xuất của Tập đoàn Eli Lilly: phương pháp sản xuất này biểu hiện chuỗi A và chuỗi B riêng biệt bằng cách sử dụng Escherichia coli, sau đó thu chuỗi A và chuỗi B, trộn với nhau in vitro tạo cầu nối disulfur. Phương pháp này có hiệu quả sản xuất thấp. Do đó, Eli Lilly phát triển một phương pháp cải tiến hơn, phương pháp này biểu hiện proinsulin thay vì biểu hiện chuỗi A và B riêng biệt như phương pháp cũ, tạo cầu nối disulfur in vitro, sau đó phân cắt peptide C khỏi hai chuỗi A và B bằng trypsin và carboxypeptidase, tạo thành insulin.
• Một phương pháp khác được phát triển bởi tập đoàn Novo Nordisk, phương pháp này biểu hiện miniproinsulin bao gồm chuỗi B và chuỗi A nối với nhau bằng 2 acid amin, được biểu hiện trong nấm men, sau đó xử lý miniproinsulin in vitro bằng trypsin tạo thành insulin. Phương pháp này có nhiều thuận lợi như cầu nối disulfur được hình thành trong quá trình biểu hiện và quá trình tiết miniproinsulin, và miniproinsulin này được tách chiết và tinh sạch dễ dàng do được tiết thẳng ra môi trường nuôi cấy.
• Mới đây nhất, Công ty Bio-Technology General đã đưa ra một phương pháp mới. Trong phương pháp này, một dạng protein dung hợp (fusion protein) bao gồm superoxide dismutase (SOD) gắn với proinsulin được biểu hiện trong tế bào E.coli.
thành các cầu nốii. Sau đó, proinsulin được chuyển thành insulin nhờ xử lý với trypsin và carboxypeptidase B.
• Các nhà khoa học Anh và Mỹ cho biết họ có thể sử dụng tế bào gốc lấy từ máu trong dây rốn của trẻ sơ sinh để giúp bệnh nhân tiểu đường loại 1 khôi phục khả năng sản xuất insulin trong cơ thể.
Theo một báo cáo công bố ngày 26/05/2007, các chuyên gia cho biết sau 4 năm nghiên cứu, họ có khả năng phát triển một số lượng lớn tế bào gốc từ máu dây rốn và sử dụng chúng để thay thế những tế bào sản xuất insulin bị hư hại ở tuyến tụy của bệnh nhân tiểu đường. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng dây rốn bởi vì đó là nơi đặc biệt chứa rất nhiều tế bào gốc mới của phôi người, và dây rốn cũng dễ được cung cấp bởi những phụ nữ sinh con bằng phẫu thuật mở tử cung để tại các bệnh viện của khoa Y trường Đại học Texas.
Nhóm nghiên cứu cho rằng “đây là sự chứng minh đầu tiên rằng những tế bào gốc lấy từ dây rốn người có thể được sử dụng để tổng hợp insulin”. Nghiên cứu này vừa được giới thiệu trên tạp chí y học Cell Proliferation, ấn bản tháng 6/2007.
Tiến sĩ Randall Urban, thành viên nhóm nghiên cứu và là giáo sư nội khoa của trường Đại học Texas, phát biểu: “Khám phá này mang lại cho chúng tôi khả năng tiềm tàng trong việc sản xuất insulin từ tế bào mầm ở người trưởng thành để điều trị cho bệnh nhân tiểu đường”.
Theo trưởng nhóm nghiên cứu, giáo sư Larry Denner, chuyên gia về nội khoa – nội tiết của trường Đại học Texas, những tế bào gốc từ dây rốn có khả năng sản xuất một hợp chất có tên là C-peptide, một chất protein tiền thân của insulin và chỉ hiện diện khi tế bào sản xuất ra insulin. Do đó, sự hiện diện C-pep chứng minh rằng ít nhất đã có một lượng insulin nhất định được sản xuất bởi tế bào gốc được dùng thay thế cho tế bào tụy tạng đã hư hại hoặc bị phá hủy”.
Theo ông, “điều kiện tiên quyết của chúng tôi trong việc sản xuất insulin là phải có sự hiện diện của C-peptide”.
Nhóm nghiên cứu cho biết họ hy vọng sẽ tạo ra các mô tụy tạng mới cho bệnh nhân tiểu đường. Ở những người bị tiểu đường loại 1, cơ thể họ không còn khả năng sản xuất insulin bởi vì những tế bào đó đã bị phá hủy.
Bằng phương thức này, trong việc cấy ghép tế bào và cơ quan nội tạng, các bác sĩ sẽ tránh được một khó khăn lớn nhất, đó là phản ứng thải loại của cơ – một tình trạng mà để tránh được thì người được ghép phải uống thuốc ức chế miễn dịch suốt đời.
Trong báo cáo về nghiên cứu này, các chuyên gia cũng hy vọng rằng trong tương lai, họ sẽ sản xuất được một phương tiện thay thế cho tế bào gốc lấy từ phôi người – một vấn đề đang gây nhiều tranh cãi hiện nay trên thế giới.
Tại Mỹ, Quốc hội nước này đang tranh luận về việc có nên tăng ngân sách liên bang cho nghiên cứu tế bào gốc hay không. Nhưng người phản đối sử dụng tế bào gốc cho rằng thử nghiệm trên phôi người là một điều sai trái, trong khi những người ủng hộ thì nói rằng đó là điều cần thiết để tạo nên sự chuyển biến tích cực trong nhiều lĩnh vực y học khác nhau.
• Các nhà khoa học Argentina đã đạt được kết quả tuyệt vời. Họ đã thành công trong việc nuôi dưỡng loại bò mà sữa của nó có chứa insulin.Đó là loài bò biến đổi gien, được sinh ra tại Trung tâm Nghiên cứu khoa học Boisidus.Cơ thể loại bò này có khả năng tiết ra insulin của người.Theo lời các chuyên gia, để cung cấp insulin cho tất cả những người bệnh tiểu đường tuýp 1 ở Argentina chỉ cần 25 con bò như vậy. Hơn nữa việc sản xuất men từ loại sữa bò này cho phép giảm giá thành các loại thuốc tiểu đường hiện có xuống 30%.
Giáo sư Leo Behie, thuộc Trường Kỹ Sư Sinh Hóa Học Schulich, vừa sáng chế được kỹ thuật sản xuất tế bào tuyến tụy tạng sinh kích thích tố insulin.
Kỹ thuật có thể điều chế thật nhiều tế bào island cells từ lợn. Hiện đang thực hiện tại Trung Tâm Nghiên Cứu Sản Xuất Dược Phẩm (PPRF, Pharmaceutical Production Research Facility), Ðại Học Calgary. Các khoa học gia cũng có thể sản xuất tế bào tụy tạng (island cells) của người có khả năng sản xuất insulin.Thành công trong việc sản xuất island cells giúp điều trị tiểu đường loại 1 của trẻ em. Cấy tế bào tụy tạng giúp trẻ em tiểu đường loại 1 có thể sản xuất insulin, không cần chích insulin mỗi ngày. Các khoa học gia đã thành công trong việc cấy island cells điều trị tiểu đường từ năm 2000. Nhưng đây là lần đầu tiên có thể sản xuất hàng loạt island cells có thể áp dụng rộng rãi điều trị tiểu đường loại 1.
Hiện giờ 10% bệnh nhân cấy tế bào tụy tạng có thể tự sản xuất insulin trong vòng 5 năm sau khi giải phẫu. Nhờ sản xuất thặng dư tế bào tụy tạng nên có thể ghép thêm (booster shots) tế bào tụy tạng cho bệnh nhân, khi cần, trong việc điều trị tiểu đường loại 1.