Insulina – odkrycie na miarę Nobla

leki

Diabetyk24.pl

2 listopada 2016

Przypadający na 14 listopada Światowy Dzień Cukrzycy (w Polsce obchodzony jako Światowy Dzień Walki z Cukrzycą) to hołd na cześć Fredericka Bantinga, odkrywcy insuliny. Mało kto wie, że kandydatów do miana „ojca insuliny” było więcej, a historia samego odkrycia to gotowy scenariusz na trzymającą w napięciu produkcję.

Na początku XX wieku wielu lekarzy i naukowców interesowało się tajemniczą chorobą, która objawiała się tym, że pacjent wydalał ogromne ilości słodkiego moczu, chudł, a po pewnym czasie umierał z wycieńczenia. Zdawano sobie sprawę, że z jakichś powodów organizm chorego nie radzi sobie z metabolizowaniem węglowodanów. Energia płynąca z pożywiania zamiast odżywiać komórki, uciekała z moczem. A z pacjent powoli uciekało życie. Diabetes mellitus znana była od starożytności. Narastająca skala zjawiska oraz fakt, że choroba dotykała często dzieci spowodowały, że znalezienie lekarstwa na tę przypadłość stawało się na początku ubiegłego stulecia jednym z największych wyzwań medycyny.

Gdzie tkwi tajemnica?

Szukanie przyczyn choroby przypominało szukanie igły w stogu siana. Znano jej objaw – wysoki poziom cukru we krwi, ale nie wiedziano, co jest odpowiedzialne za gospodarkę węglowodanową. Obraz sytuacji rozjaśniał się stopniowo. Najpierw niemiecki anatomopatolog Paul Langerhans odkrył w trzustce nowy rodzaj komórek, inny niż te produkujące soki trawienne (komórki beta, nazywane później wysepkami Langerhansa). W 1889 roku dwaj niemieccy lekarze Joseph von Mering i Oskar Minkowski zauważyli, że u psów, którym usunięto trzustkę, rozwijały się wszystkie znane objawy cukrzycy, a w krótkim czasie po operacji zwierzęta zdychały.

Upalne lato w Toronto

Frederick Banting, młody chirurg ortopeda zainteresował się tematem cukrzycy przypadkiem, kiedy szykując się do wykładu na temat trzustki natknął się na artykuł Minkowskiego i Meringa. Połączył fakty. Stwierdził, że należy wyekstrahować tajemniczą substancję wydzielaną przez niedawno odkryte przez niemieckich kolegów komórki trzustki. W roku 1921 zwrócił się z prośbą do szefa laboratorium na Uniwersytecie w Toronto o udostępnienie na czas wakacji laboratoryjnych pomieszczeń i sprzętu, by przeprowadzić eksperymenty na psach. John Macleod wyraził na to zgodę, przydzieliło mu do współpracy młodego asystenta Charlesa Besta i wyjechał na odpoczynek do rodzinnej Szkocji. Dwóch młodych zapaleńców zabrało się do pracy. Żeby stwierdzić, jakie znaczenie dla organizmu ma druga z substancji produkowanych przez trzustkę, podwiązywali psom trzustkę z jelitami w wyniku czego blokowali wydzielanie soków trawiennych. Komórki beta przy tym eksperymencie pozostawały aktywne. Poddane takim doświadczeniom zwierzęta miały wprawdzie problemy z trawieniem, ale nie wykazywały żadnego z objawów cukrzycy. Kiedy jednak naukowcy usunęli psu całą trzustkę, to w ciągu kilku dni pojawiały się charakterystyczne symptomy choroby i w krótkim czasie zwierzę zdychało. Dzięki temu wiedziano już, że tajemnica tkwi w wydzielinie trzustki, innej niż soki trawienne. Początkowo nazywano ją isletiną. Pozostało znaleźć sposób, jak się do niej dostać. W tym celu naukowcy tak degenerowali psie trzustki, by zostawały z nich praktycznie same wysepki Langenhansa. Robiono z nich wyciąg i podawano psom, którym wcześniej wycięto trzustki. Do czasu dołączenia do zespołu Bantinga i Besta biochemika Jamesa Collipa, efekty tych prób były marne. Zadaniem Collipa było jak najlepsze oczyszczenie uzyskiwanej substancji oraz zwiększenie jej mocy. Chodziło o to, by w insulinie było więcej insuliny.

Cuda medycyny

W tym czasie pomiędzy naukowcami zaczęły się tarcia i niesnaski. Każdy z nich chciał zawłaszczyć przełomowe odkrycie dla siebie. Pretendentów do chwały było aż czterech: Banting, Best, Collip, a także Macleod, który powrócił z urlopu i jako szef laboratorium, w którym dokonywał się przełom w leczeniu cukrzycy, chciał podłączyć się do tego sukcesu. Choć zwycięstwo nad chorobą nie zostało jeszcze stwierdzone, wszyscy czterej czuli, że są bardzo blisko rozwiązana zagadki cukrzycy. A cały świat medycyny patrzył im na ręce.

Mimo bardzo wstępnej fazy prac nad insuliną, po kilku mniej lub bardziej udanych próbach podawania jej psom, szybko zdecydowano się na leczenie tajemniczą substancją ludzi. Nie było na co czekać. W szpitalach codziennie umierali pacjenci wyniszczeni przez straszną chorobą, dla których przyjęcie leku o nie do końca poznanych właściwościach tak naprawdę nie było żadnym ryzykiem. Pierwszym pacjentem któremu podano insulinę był Leonard Thompson, 14-letni chłopiec przyjęty do szpitala w Toronto w stanie ciężkiej kwasicy ketonowej.

Wystarczył jeden zastrzyk, by zauważono spektakularną poprawę. Insulinę zaczęto podawać kolejnym chorym, obserwując że pod wpływem nowoodkrytej substancji, jak za dotknięciem czarodziejskiej różdżki, wracają oni do sił i do życia. Dla ówczesnych lekarzy był to prawdziwy cud medycyny. Już wtedy zauważono, że zbyt duża dawka leku prowadzi do hipoglikemii. Niemniej w zupełności akceptowano ten skutek uboczny leczenia insuliną. Najważniejsze było to, że cukrzyca z choroby śmiertelnej, stała się chorobą przewlekłą. Mimo tego, że pierwsze zastrzyki z insuliny były bardzo bolesne, powodowały owrzodzenia, a nawet wstrząsy anafilaktyczne (z powodu słabego oczyszczenia leku) chętnych na eksperymentalną terapię nie brakowało. Do Toronto z całego świata płynęły prośby o udostępnienie choć odrobiny cudownego specyfiku. .

Przeczytaj więcej: czy insulina tuczy?

Komu należy się chwała?

Ale to nie koniec historii. Choć nadal niewiele wiedziano o samej insulinie, jej odkrycie było niewątpliwie największym wydarzeniem medycznym tamtego okresu. Było oczywiste, że insulina zasługuje na Nagrodę Nobla. Mniej oczywiste było, komu zostanie ona przyznana. W roku 1923 laureatami Nagrody Nobla w dziedzinie medycyny zostali Frederick Banting i … John Macleod, którego zasługi, w opinii co bardziej złośliwych osób, sprowadzały się do tego, że pozwolił młodszym kolegom spokojnie pracować w czasie wakacyjnej przerwy w laboratorium. Niemniej Macleod miał to, czego Banting z Bestem nie posiadali – autorytet w ówczesnym świecie medycyny, był fizjologiem, który od lat próbował zgłębić zagadkę cukrzycy. Zdenerwowany Banting podzielił się nagrodą ze swoim najbliższym współpracownikiem Bestem, Macleod z kolei oddał część swojej nagrody Collipowi. Finansowo każdy z nich uzyskał satysfakcję. Gorzej z satysfakcją moralną. Do końca swoich dni panowie kłócili się o to, komu przypada zaszczytny tytuł „ojca insuliny”…

Niezależnie od decyzji Komitetu Noblowskiego, to dwaj młodzi zapaleńcy bez większego dorobku naukowego utarli nosa najbardziej tęgim medycznym umysłom tamtego okresu. Dzięki ich determinacji oraz szeregowi szczęśliwych zbiegów okoliczności od blisko 100 lat nie jesteśmy bezradni wobec cukrzycy typu 1.

Przeczytaj więcej: współczesne rodzaje insuliny i ich podział ze względu na czas działania