Insulin adalah sejenis hormon peptida yang dihasilkan oleh sel-sel beta dalam organ pankreas tubuh kita. Hormon ini berfungsi sebagai kunci bagi membuka reseptor pengangkut glukosa. Ini akan membenarkan molekul glukosa memasuki sel untuk diproses menjadi tenaga (dalam bentuk ATP contohnya) atau disimpan sebagai kanji dan lipid.

Kehadiran gula yang tinggi dalam darah kita akan merangsang pankreas merembeskan insulin untuk membantu sel mengambil masuk glukosa dan merendahkan kepekatan gula dalam darah. Tanpa kehadiran insulin, glukosa akan kekal dalam darah dan tidak apat digunakan oleh sel-sel tubuh dengan efisyen.

FUNGSI INSULIN PADA PESAKIT DIABETES

Pengidap diabetes jenis I (diabetes mellitus Type 1, DM1) biasanya mengalami kerosakan sel-sel pankreas yang menyebabkan penghasilan insulin dalam tubuh mereka terjejas. Jadi pengidap DM1 akan bergantung dengan suntikan insulin untuk meregulasi paras gula dalam darah mereka.

 

Pesakit diabetes jenis II (DM2) pula biasanya mempunyai pankreas yang menghasilkan hormon insulin tersebut. Tetapi, mereka mempunyai sel-sel yang kurang responsif terhadap insulin. Sel-sel tubuh mereka memerlukan kadar insulin yang tinggi berbanding normal untuk mengatur paras gula dalam darah atau mempunyai sel-sel tubuh yang resistan terhadap insulin.

Biasanya, pesakit DM2 akan diberikan ubatan oral, kawalan diet dan saranan gaya hidup sihat untuk mengawal penyakit mereka. Namun, pemberian insulin juga diberikan apabila penyakit mereka telah menyebabkan kerosakan pankreas atau bagi memelihara pankreas sebelum mengalami kerosakan (kerana terpaksa menghasilkan hormon insulin dengan tinggi dari normal untuk tubuh).

SEJARAH INSULIN UNTUK UBATAN

Sebelum penemuan insulin, diabetes dikawal hanya melalui kaedah kawalan diet. Ia berkesan untuk pesakit yang betul-betul menjaga pemakanan dan disiplin. Namun, kebanyakan pesakit hanya bertahan beberapa tahun sahaja selepas diagnosis.

Saintis Frederick G. Banting dan Charles H. Best berjaya memencilkan polipeptida hormon insulin sekitar tahun 1920 dan menggunakannya pada anjing sebagai ujikaji. Dengan bantuan James B. Collin, hormon insulin telah berjaya dipencilkan dari pankreas haiwan seperti khinzir dan lembu dalam skala besar.

Mengapa khinzir dan lembu?

Jujukan asid-sid amino yang membina hormon insulin manusia hanya berbeza tiga asid amino dengan lembu dan satu asid amino dengan khinzir. Kesamaan ini menyebabkan kedua-dua hormon insulin haiwan tersebut boleh digunakan manusia.

Namun, pelbagai keresahan timbul tentang populasi pesakit diabetis yang bertambah ramai, mampukah bekalan diteruskan? Berapa banyak lagi haiwan yang harus dikorbankan? Banyak juga kes-kes alergi terhadap protein sumber haiwan tersebut. Sesetengah pesakit pula membina antibodi terhadap polipeptida hormon tersebut yang menyebabkannya tidak lagi aktif.

INSULIN DAN TEKNOLOGI DNA REKOMBINAN

Kesemua masalah diatas menyebabkan para saintis berusaha membina mekanisma menghasilkan insulin melalui teknologi DNA rekombinan (TDR). Lebih-lebih lagi pada era teknologi DNA rekombinan mula berkembang sekitar tahun 70an.

Insulin terdiri dari dua subunit protein yang berikatan dengan dua ikatan disulfida: Subunit A terdiri dari jujukan 21 asid amino dan subunit B adalah terdiri dari jujukan 30 asid amino. Melalui kaedah TDR, insulin boleh dibentuk dengan menghasilkan kedua-dua jujukan asid amino bagi subunit A dan B secara berasingan dan kemudian mencantumkannya melalui ikatan-ikatan disulfida.

Dua subunit yang membina insulin (imej dari wiseGEEK.com)

Proinsulin, hormon insulin yang tidak aktif juga boleh dihasilkan dengan membina jujukan asid amino subunit A dan B dalam satu jujukan yang panjang. Jujukan proinsulin mempunyai ‘linker’ yang menghubungkan subunit A dan B (dipanggil subunit C) yang akan dipotong menggunakan enzim khas untuk menghasilkan insulin yang aktif.

Bagaimanakah kita menghasilkan subunit protein ini?

Jujukan nukleotida DNA manusia yang mengekodkan subunit A, B (dan C) ini dijana di makmal (menggunakan teknik reaksi pempolimeran berantai (PCR)). Jujukan DNA ini akan dimasukkan kedalam sistem plasmid yang mempunyai promoter untuk mengekspreskan jujukan asid amino insulin dalam sistem bakteria.

Plasmid sebenarnya adalah sistem DNA bakteria yang membolehkan ia bertukar-tukar data genetik sesama sendiri. Ia adalah cebisan DNA berbentuk gegelung yang pendek dan mudah dihantar dari satu bakteria ke satu bakteria lain melalui proses yang dipanggil ‘transduksi’. Dengan cara inilah gen rintang antibiotik mudah disebarkan ke populasi bakteria lain (walaupun mereka membiak secara aseksual, membahagi sendiri tanpa percampuran genetik dua individu).

Plasmid yang memunyai gen insulin manusia tersebut akan dimasukkan kedalam bakteria Esterichia coli (E. coli). Bakteria ini akan membahagi dan menghasilkan Salinan plasmid tadi dengan banyak. Ia juga kemudiannya dimanipulasi untuk mengekspreskan dan menghasilkan protein-protein insulin dengan banyaknya.

Insulin yang terhasil akan dipencilkan dari bakteria dan dipakejkan dan dipasarkan untuk kegunaan manusia.

Pelbagai variasi insulin manusia terdapat kini, ada yang dijana untuk meningkatkan keberkesanan, memanjangkan masa keberkesanan dan sebagainya. Ia dapat dicapai dengan mengubah atau menambah beberapa jujukan asid amino pada protein insulin.

Penggunaan yis sebagai hos berbanding bakteria juga digunakan untuk menjana insulin.

KELEBIHAN INSULIN DARI TEKNOLOGI INI

Insulin yang dihasilkan dari organisma termodifikasi genetik (GMO) E.coli ini sebenarnya 100% mempunyai jujukan asid amino yang sama seperti manusia. Jadi, kurang masalah kesesuaian dan alergi terhadap pesakit.

Ia boleh dihasilkan secara besar-besaran tanpa mengorbankan binatang-binatang seperti lembu dan khinzir. Malah, teknologi ini juga membantu umat islam dari segi status halal. Juga golongan vegan dan segala isu berkaitan sensitiviti agama lain (kerana tidak menggunakan sebarang produk haiwan).

Diharap artikel ini dapat memberi sedikit pencerahan tentang insulin yang selalu ditohmah dengan tuduhan ‘ubat kimia’ yang merosakkan buah pinggang. Ia sebenarnya adalah hormone protein yang sama seperti hormone insulin yang dihasilkan sendiri oleh tubuh. Pengambilannya bukan sahaja membantu pesakit diabetes meregulasi paras gula dalam darah, ia juga digunakan untuk memanjangkan hayat organ pancreas supaya tidak rosak dengan lebih cepat.

RUJUKAN

INSULIN. https://pubs.acs.org/cen/coverstory/83/8325/8325insulin.html

Voet D, Voet JG. (2011). Biochemistry (4th ed.). New York: Wiley.

Shares