Laboratuvar ve iftlik Hayvanlarnda Transgenesis Prof Dr Sema

Laboratuvar ve Çiftlik Hayvanlarında Transgenesis Prof. Dr. Sema Birler İ. Ü. Veteriner Fakültesi Dölerme ve Sun’i Tohumlama Anabilim Dalı

Transgenik Canlı-Transgenesis • Genomunda, kendi türünde bulunmayan bir gen dizisi taşıyan canlıdır. • Transgenik canlı üretmek için yabancı bir gen transfer etme işlemi, transgenesis olarak adlandırılır. • Transfer edilen gen, transgen olarak adlandırılır.

Tarihçe Stanley N. Cohen ve Herbert Boyer, 1972, E. coli (ilk GDO) Rudolf Jaenisch and Beatrice Mintz, 1974, fare (Simian virüs) Genentech, 1978, E. coli (insülin) Ralph Brinster, 1982, fare (insan büyüme hormonu) Mario R. Capecchi, 1987, fare (ilk knock-out, homolog rekombinasyon) Roslin, 1990, koyun Tracy (insan alfa antitripsin) Hollanda, 1990, boğa Herman (laktoferrin) Roslin, 1997, koyun Polly ve Molly (insan Factor IX) Arjantin, 1997, inek Rosie (zenginleştirilmiş süt) Zhiyuan Gong, 1999 (2003 market), Glofish Cecil Forsberg, 2001 (2009 FDA onayı), Enviropig (fitaz: %75 daha az fosfor) • Luke Alphey, 2010, infertil erkek sivrisinek • Randy Lewis, 2010, örümcek keçi • • • University of Wyoming

Transgenik Organizmalar • Bakteriler • Biyoürünler • Endüstriyel ürünler • subtilisin enzimleri • Yağın parçalanması • Hava ve suda bazı toksinlerin yok edilmesi • Biofarmasötikler (insülin vb) • Bitkiler • Besin kalitesinin artırılması • Zararlı direnci • Hastalık direnci • Herbisit direnci • Hayvanlar

Sema Birler et al (2013), Istanbul Univ. 2008 Audubon Center for Research of Endangered Species Golding MC et al. (2006): PNAS, 103 (14): 5285 -5290 (Goat) 2008 Gyeongsang National University

Hayvanlarda Transgenezis • Gen Fonksiyonu • Hastalık Modelleri • Aşılar & İlaçlar • Hastalık Direnci • Ürün Artışı • Yeni Biyoürünler • Ksenotransplantasyon http: //www 2. jabsom. hawaii. edu/Grad_Ph ysiol/Research_Yana. html

Tepkiler

Metotlar • Pronüklear enjeksiyon • e. KH enjeksiyonu (kimera) • Klonlama • Perivitellin enjeksiyon (retrovirüs) • ICSI transgenezis • Intrasitoplazmik enjeksiyon

J Clark & B Whitelaw: Nature Reviews Genetics 4, 825 -833 (2003)

Pronüklear Enjeksiyon Nature Protocols 2, 1206 - 1215 (2007); www. research. uci. edu/tmf/dna. Micro. htm

Pronüklear Enjeksiyon (PNI)

J Clark & B Whitelaw: Nature Reviews Genetics 4, 825 -833 (2003)

e. KH Transferi research. uci. edu derc. ucsd. edu ncbi. nlm. nih. gov

J Clark & B Whitelaw: Nature Reviews Genetics 4, 825 -833 (2003)

Klonlama Golding MC et al. (2006): PNAS, 103 (14): 5285 -5290 (Goat)

Farmasötik Proteinler • İnsan • Hayvan • Bitki • Rekombinant

Rekombinant Proteinler • İnsan büyüme hormonu (cücelik- 50 kadavradan 1 doz) • İnsan Insulin (diyabet-inek ve domuz- allerji) • Doku plasminogen aktivatörü (kalp krizi) • Pıhtılaşma faktörü VIII ve IX (hemofili) • İnsan AC surfaktanı (respiratory distress sendromu) • Atrial natriuretic hormon (hypertension) • Sığır büyüme hormonu (süt üretimini %10 artırır) • Hepatit B aşısı • Chlamydia, sıtma ve HIV aşıları http: //faculty. clintoncc. suny. edu

Neden Transgenik Hayvan? • Memeli hücre kültürü daha pahalı bir sistemdir. Maliyet ürünlerin fiyatlarına yansımaktadır. • Transgenik hayvanlardan üretilen proteinler insan proteinlerine çok yakın formdadır. • Transgenik hayvan sütünde daha fazla protein üretilebilir. • Üretim işlemleri sırasında protein yapısı daha sabit kalır ve izolasyonu daha kolaydır. • Avrupa’da ilk onay alan transgenik ilaç (Atryn) 2009 yılında 30 Milyon USD satışa ulaşmıştır.

Neden Transgenik Hayvan? Doğal bir genin rekombinant versiyonu ile meme bezlerinden sentezlendiği için, transgenik hayvanlardan elde edilen rekombinant proteinler doğal insan proteinleri ile aynı aminoasit dizilimine sahiptir. Süte salınan rekombinant proteinler memeli glikosilasyon özellikleri gösterir. Bunlar insan proteinlerinden farklı olsa da, transgenik hayvan sütüne salınan kompleks proteinler, doğal moleküle uygun katlanma ve biyolojik aktivite gösterirler. Dimond, P. F. : Innovations in Pharmaceutical Technology, 2000

Neden Süt? o Bir rekombinant protein materyali olarak çok daha yüksek protein konsantrasyonuna sahiptir. o Doku kültürü çökeltisine göre 10 ila 1000 kat daha fazla o Aktif proteazlar içermez. o Üretilen protein parçalanmaz. o Protein konsantrasyonu yüksek olduğu için, purifikasyon işlemine girecek materyal ve ekipman ihtiyacı daha az olur. o Tampon tuzlar, kromatografi sütunları ve kromatografik yakalama adımları önemli ölçüde azalır. o Üretim boyunca sütteki protein konsantrasyonu sabit kalır. o Hücre kültür biyoreaktörlerinde, proteini üreten hücrelerin büyüme ve durumlarına göre protein konsantrasyonu büyük ölçüde değişir. Dimond, P. F. : Innovations in Pharmaceutical Technology, 2000

Monoklonal Antikor Üretim Maliyeti (100 kg) CHO Hücreleri Transgenik Hayvan Üretim günü / yıl 200 (20 siklus) 300 (2 lt / keçi / gün) Gerekli reaktör kapasitesi 8, 500 lt (artı tohum kültür) 35 keçi Birim ürün maliyeti 300 $ - 3, 000 $ 105 $ Kapital giderler 20 - 50 milyon $ 2 - 5 milyon $ Dimond, P. F. : Innovations in Pharmaceutical Technology, 2000

100 kg monoklonal bir antikor üretimi için $ Hücre kültürü temelli biyoreaktör fabrikası giderleri 50 milyon dolar hatta 200 milyon dolar Çökeltisinde 1 g antikor / lt’de olmak üzere, 170. 000 lt CHO hücre kültürü. 1 g antikor $ Purifikasyon laboratuvarı kurulumu hariç tüm hayvan bakım giderleri de dahil 6 milyon dolar Litresinde 9 g protein olan bir transgenik keçinin 21. 000 lt sütü. 1 g antikor Dimond, P. F. : Innovations in Pharmaceutical Technology, 2000 300 -3. 000 dolar 105 dolar

Ayrıca, transgenik üretimi klinik denemeler yada market boyutlarına artırmak için yapılması gereken tek şey daha fazla hayvan üretmek ve sağmak olacaktır, yeni üretim fabrikaları için önemli ölçüde yatırım yapmak değil.

Transgen Teknolojisi İle İlaç Üretimi • Transgenik hayvanların sütünden birçok ilaç üretilmiş ve halen ticari ürün olarak sunma çalışmaları devam etmektedir • Bu teknoloji ile üretilen ilaçlardan ATryn’in 2006 yılına Avrupa İlaç Dairesi (EMEA) tarafından insanlarda kullanımı onaylanmıştır

Ulusal Bilim ve Teknoloji Politikaları 2003 -2023 Strateji Belgesi EK - 4: STRATEJİK TEKNOLOJİ YOL HARİTALARI

T. C. Başbakanlık - Devlet Planlama Teşkilatı Dokuzuncu Kalkınma Planı (2007 -2013) İlaç Sanayii Özel İhtisas Komisyonu Raporu Öncelikli Yapılması Gerekenler • Modern farmasötik biyoteknoloji alanında yapılan Ar-Ge çalışmaları çok büyük maliyetleri de beraberinde getirmektedir. Amerika ve AB menşeli olan innavatör firmalar da bu giderleri karşılayabilmek için bu ürünleri maliyetinden çok daha fazla fiyatlarla diğer ülkelere satmaktadırlar. • Arjantin, Litvanya, Brezilya, Hindistan, Çin, Meksika, Küba ve Kore gibi ülkeler biyoteknolojik ilaçların biobenzerlerini üretmektedir. • Biyoteknolojik ilaçlardaki üretim global talebi karşılayamama noktasına gelmek üzeredir. • Yerli ilaç sanayiinin vakit kaybetmeden biyojenerik/biyobenzer ilaçların üretimi için yatırımlara başlaması teşvik edilmeli ve bu çalışmalara yönelik fonlar ayrılmalıdır. • Terapötik proteinlerin Türkiye’de yerli ilaç sanayii tarafından üretilmesi büyük bir döviz kaybını önleyecek ve bu sayede orijinal ürünler için sarf edilen dövizin büyük bir kısmı yurt içinde kalacaktır. • Böylece Türkiye’nin büyük bir stratejik önem arz eden bu ürünlere olan dış bağımlılığı azalacaktır.