100 lat temu po raz pierwszy uratowano życie dzięki insulinie

Dokładnie 100 lat temu, 23 stycznia 1922 roku po raz pierwszy skutecznie zastosowano leczenie cukrzycy insuliną. To był absolutny przełom, który uratował miliony ludzi. Pierwszym pacjentem, który otrzymał zastrzyk z insuliny był Leonard Thomson, ale pamiętna iniekcja sprzed stu lat nie była u niego pierwszą. 14-latek, który przebywał w szpitalu uniwersyteckim w Toronto z powodu ciężkiej cukrzycy już od początku grudnia 1921 roku, dostał 11 stycznia pierwszą dawkę ekstraktu z wołowej trzustki. Niestety efekt był daleki od oczekiwanego – poziom cukry we krwi chorego spadł nieznacznie, a w dodatku chory doznał poważnej reakcji alergicznej, a w miejscu zastrzyku powstał ropień. Ta porażka niemal przerwała badania nad preparatem, ale była też charakterystyczna dla wyjątkowo pechowej historii badań prowadzących do opracowania terapii cukrzycy.

Trudna droga

Gdyby nie liczne przeszkody insulina mogłaby wejść do użycia przynajmniej kilkanaście lat wcześniej. Cała historia sięga roku 1869, kiedy to student medycyny Paul Langerhans zauważył pod mikroskopem wcześniej nieodkryte grudki komórek rozsiane po trzustce. Właściwie jego rola skończyła się na opisaniu tego, co widział, ale do dziś owe struktury nazywa się wysepkami Langerhansa. Z czasem powiązano je z wydzielniczymi funkcjami trzustki, jednak ich dokładna rola nadal nie była znana. Wiedziano o roli tego organu w trawieniu, ale przez lata nie udawało się ustalić co, jak i kiedy dokładnie trzustka wydziela.

Do jednego z przełomowych odkryć doprowadziły eksperymenty niemieckiego fizjologa Oscara Minkowskiego, który obserwował skutki usunięcia trzustki u psów. Zauważył, że po takim zabiegu mocz zwierząt przyciąga roje much. Bliższa analiza pokazała, że w pojawiło się w nim mnóstwo cukru, a pozbawione trzustki psy umierały po kilku tygodniach zapadając w śpiączkę.

Udało się więc powiązać działanie trzustki z metabolizmem cukrów, ale wciąż nie było jasne, jak to wszystko działa. Dziś już wiemy, że trzustka składa się z dwóch rodzajów tkanek – trzustki pęcherzykowej i trzustki wyspowej. Pierwszy z nich odpowiada za wydzielanie enzymów trawiennych, w drugim powstaje m.in. glukagon, somatostatyna i właśnie insulina. By do tego dojść potrzebna była seria kolejnych doświadczeń i obserwacji, dzięki którym udało się rozróżnić obie funkcje trzustki. Jednym z nich było odkrycie Mosesa Barrona, który podczas sekcji zwłok zauważył rzadki przypadek kamienia trzustkowego, który zablokował całkowicie kanał trzustkowy. Doprowadziło to do zniszczenia pęcherzyków trzustkowych, ale nie wysepek Langerhansa, a pacjent nie cierpiał na cukrzycę. Ta i podobne obserwacje sprawiły, że ostateczni w 1901 roku powiązano metabolizm cukru z wysepkami Langerhansa.

Zaczęło się intensywne poszukiwanie substancji, której brak wywoływał, jak już ustalono, cukrzycę. Próbowano uzyskać ją tworząc różnymi metodami wyciągi z trzustek zwierzęcych. Takie eksperymenty prowadził m.in. niemiecki fizjolog George Ludwig Zuelzer, który w Berlinie próbował nawet podawać swój preparat ludziom, jednak bez wyraźnego efektu. Z czasem udało mu się uzyskać zadawalające wyniki u psów, jednak dalsze badania przerwał wybuch I wojny światowej i przejęcie laboratorium przez wojsko.

Na University of Chicago interesujące wyniki osiągnął E.L. Scott, którego wodne wyciągi obniżały zawartość cukru w moczu, jednak ostatecznie odebrano mu finansowanie i musiał zakończyć prace. Wybuch wojny przerwał dwa inne, bardzo obiecujące badania prowadzone przez Israela Kleinera w Nowym Jorku i Nicolae Paulescu w Bukareszcie. Na szczęście profesor Paulescu po wojnie, w 1921 roku powrócił do badań i opublikował serię artykułów opisujących dotychczasowe odkrycia.

Warto wspomnieć, że nazwa „insulina” pochodzi od łacińskiego słowa insula, czyli wyspa i wiąże się z miejscem wydzielania tego hormonu. Słowo wymyślił w 1916 roku Edward Albert Sharpey-Schafer, choć samej substancji jeszcze wtedy nie znano.

Niesnaski i sukcesy w Toronto

Przełomu udało się dokonać w University of Toronto za sprawą Fredericka Bantinga. Z wykształcenia chirurg znał prace opisujące przypadki, w których blokada przewodu trzustkowego prowadziła do obumarcia pęcherzyków, ale zachowania wysepek. Postanowił więc pracować na tak zmodyfikowanych trzustkach, by uzyskać od dawna poszukiwaną substancję, która mogłaby ratować chorych, którzy chorowali na cukrzycę i umierali zapadają w śpiączkę.

Banting przedstawił swój pomysł profesorowi fizjologii. John James Rickard Macleod był początkowo sceptyczny ze względu na brak doświadczenia Bantinga w podobnych badaniach, jednak zgodził się udostępnić mu laboratorium, a później również współpracowników.

Banting i Macleod nie dogadywali się zbyt dobrze – ten pierwszy nie miał talentu do opowiadania o swoich osiągnięciach, za to bardziej uznany Macleod omawiając wyniki badań chętnie przypisywał sobie większy niż faktyczny w nich udział. Pojawiały się też niesnaski dotyczące finansowania prac i inne nieporozumienia. Na szczęście dla wielu chorych nie przerwało to prac i ostatecznie udało się doprowadzić do konkretnych wyników.

Ustalono, że przy zastosowaniu odpowiednich metod można uzyskać oczekiwany wyciąg nawet z trzustek zawierających zarówno wysepki, jak i pęcherzyki. Kluczowe okazało się tworzenie wyciągów alkoholowych, a nie wodnych, jak robiono to w większości doświadczeń. Ostatecznie udało się pozbyć enzymów trawiennych i uzyskać biały proszek, który niewątpliwie zawierał poszukiwaną insulinę.

Ocaleni

Właśnie na tym etapie zdecydowano się po raz pierwszy podać zastrzyk człowiekowi. Choć próba z 11 stycznia 1922 roku zakończyła się porażką, to dzięki współpracy z firmą Connaught Laboratories, która zajmowała się produkcją szczepionek udało się szybko uzyskać znacznie czystszy ekstrakt.

Gdy 23 stycznia 1922 roku Leonard Thomson dostał drugi zastrzyk (a właściwie serię zastrzyków) jego stan uległ gwałtownej poprawie. Choć chłopiec chory na cukrzycę typu 1 znajdował się już w śpiączce cukrzycowej, która prowadziła do śmierci, dzięki nowej terapii odzyskał przytomność i do końca życia przyjmował insulinę, która pozwalała kontrolować cukrzycę. Zmarł 13 lat później na zapalenie płuc.

Już w lutym 1922 roku rozpoczęto podawanie insuliny kolejnym grupom pacjentów i obserwowano ich spektakularny powrót do zdrowia i ocalenie życia.

Jeszcze rok trwały prace nad optymalizacją uzyskiwania insuliny – zmieniano pH, w jakim prowadzono proces (co dało 100-krotny wzrost czystości produktu reakcji) i ustalano standardy, dzięki którym wiele firm mogło rozpocząć produkcję.

25 października 1923 roku nagrodę Nobla przyznano Bantingowi i Macleodowi. Ten pierwszy, dowiedziawszy się, że ma otrzymać wyróżnienie wraz z Macleodem początkowo odmówił przyjęcia nagrody, jednak udało się go przekonać do zmiany zdania. Zdecydował się jednak podzielić otrzymanymi pieniędzmi z Charlesem Herbertem Bestem, jego asystentem, który został pominięty w noblowskiej nominacji.

GMO ratuje życie

Do lat 80. XX wieku insulinę dla chorych na cukrzycę uzyskiwano z trzustek zwierzęcych. Zmiana nastąpiła w 1982 roku, gdy insulina stała się pierwszym lekiem dopuszczonym do stosowania u ludzi wytwarzanym dzięki metodom inżynierii genetycznej. Obecnie ten hormon na skalę przemysłową produkują genetycznie modyfikowane organizmy (GMO) – pałeczki okrężnicy, które wyposażono w ludzki gen odpowiedzialny za wytwarzanie insuliny.

Miliony chorych na całym świecie przyjmują insulinę wiele razy dziennie. Uciążliwe zastrzyki i częste kontrole poziomu cukru wykonywane przez nakłuwanie palca zastępuje się coraz bardziej zautomatyzowanymi systemami ciągłego automatycznego pomiaru i sprzężonymi z nimi pompami insulinowymi. Nie jest to już opowieść z przyszłości, a codzienność wielu pacjentów – serdecznie pozdrawiam M.P., która dzięki takiemu rozwiązaniu prowadzi normalne życie, jakie powinno być udziałem każdej dziewczy w jej wieku.

Korzystałem m.in. z tekstu Michała Bulca “Insulina – fascynująca historia jej odkrycia” i angielskiej Wikipedii

Nie jesteśmy portalem. To blog tworzony przez dwie osoby – Olę i Piotra (a ten artykuł napisałem ja czyli Piotrek). Jeśli mój tekst Ci się spodobał, do czegoś się przydał lub coś wyjaśnił – to świetnie. Wkładamy w nasze materiały dużo pracy starając się, by były rzetelne i jasne. Jeśli chcesz, możesz w zamian podarować nam wirtualną kawę. Będzie nam bardzo miło. Dziękujemy 🙂