Więcej

    Prof. Krzysztof Strojek: Odkrycie na miarę Nagrody Nobla

    Chociaż mamy coraz większy wachlarz leków i terapii, to insulina nadal odgrywa istotną rolę. To oczywiście już nie jest ta sama insulina co przed stu laty, jest skuteczniejsza, bezpieczniejsza, o wszechstronniejszym działaniu – mówi prof. dr n. med. Krzysztof Strojek, konsultant krajowy w dziedzinie diabetologii, kierownik Oddziału Chorób Wewnętrznych i Diabetologii w Śląskim Centrum Chorób Serca w Zabrzu.

    Sto lat minęło, odkąd została odkryta insulina, a odkrycie to zostało uznane za jedno z największych osiągnięć nowożytnej medycyny. Przez ten czas wiele się w diabetologii wydarzyło. Od czasów, kiedy cukrzycę leczono narkotykami, zimnymi kąpielami, whisky z kawą, tytoniem, minęły wieki. A chyba można powiedzieć, że insulina wciąż pozostaje niekwestionowaną królową, wciąż jest na topie.

    Istotnie, chociaż mamy coraz większy wachlarz leków i terapii, pojawiają się nowe leki doustne, to insulina nadal odgrywa istotną rolę. To oczywiście już nie jest ta sama insulina co przed stu laty, jest inaczej pozyskiwana, modyfikowana, po prostu – skuteczniejsza, bezpieczniejsza, o wszechstronniejszym działaniu. Dziś to już nie jest jeden rodzaj, ale wiele rodzajów insulin. Ale gdyby nie odkrycie, którego sto lat temu dokonał kanadyjski chirurg ortopeda Frederic Banting, może dziś wyglądałoby to inaczej.

    Wróćmy więc do początków, do tego 1921 roku, a może jeszcze wcześniej? Często, pisząc o jakichś odkryciach, mówimy: „Już w starożytności…”. Może więc zacznijmy: „Już w starożytności…”.

    Z pewnością już w starożytności zdawano sobie sprawę z istnienia cukrzycy. Najstarsze wzmianki o niej pochodzą z ok. 1550 roku p.n.e. Na papirusie z tego okresu znajduje się wzmianka o chorobie wywołującej wzmożone pragnienie, szybką utratę masy ciała i nadmierne wydzielanie moczu. Chorobę nazwano „diabetes”, z greckiego znaczy syfon, co niewątpliwie odnosi się do tego wzmożonego wydzielania moczu.

    Z kolei z III w. p.n.e. pochodzi informacja sporządzona przez Apoloniusza z Memfis o chorobie, która pozbawia pacjenta większej ilości płynów niż jest w stanie przyjąć. Przez wieki tę, wówczas tajemniczą, chorobę, diagnozowano oceniając smak moczu pacjenta. Jeśli był słodki, diagnoza się potwierdzała, a chorobę określano jako „mellitus”, co po łacinie znaczy słodki.

    A zanim Banting odkrył insulinę, na początku XIX wieku student medycyny Paul Langerhans odkrył w trzustce skupiska komórek, które, jak słusznie podejrzewał, mogły być źródłem substancji regulującej stężenie cukru. Tą substancją była właśnie insulina, a komórki trzustki ją produkujące zostały nazwane wysepkami Langerhansa. Zaś nazwa insuliny, z łacińskiego „insula”, oznacza właśnie wyspę.

    Droga do odkrycia insuliny nie była więc prosta.
    Z drugiej strony Banting, w pewnym sensie, miał ją już utorowaną?

    Przed Bantingiem byli jeszcze dwaj uczeni, którzy również przyczynili się do odkrycia insuliny. To Oskar Minkowski i Joseph von Mering. W trakcie badań, które prowadzili na Uniwersytecie w Strasburgu, zaobserwowali, że psy po usunięciu trzustki oddają więcej moczu. Zainteresowali się również, dlaczego ich mocz tak przyciąga muchy. Odpowiedź potwierdzała to, co obserwowali już starożytni – był słodki. I tak doszli do wniosku, że skoro po usunięciu trzustki występują objawy tej „słodkiej” choroby, to znaczy że w trzustce musi znajdować się coś, jakaś substancja, wydzielina, która takim objawom zapobiega, obniża stężenie cukru w organizmie.

    I wtedy pojawił się Banting, któremu udało się tę wówczas wciąż jeszcze tajemniczą substancję wyizolować? Wielkie odkrycia bardzo często są dziełem przypadku. Czy u Bantinga również tak było?

    Przypadek też odegrał tu pewną rolę. Kiedy Banting przygotowywał się do kolejnego wykładu dla studentów, którego tematem była „Chirurgia trzustki” i przeglądał informacje, jakie do tej pory ukazały się na temat trzustki, zainspirował go artykuł napisany przez Minkowskiego i Meringa. I wpadł na pomysł, który zapoczątkował odkrycie insuliny. Otóż zaprojektował badanie, które miało polegać na podwiązaniu przewodów trzustkowych u psów, tak żeby aktywne były tylko zespoły komórek, odkryte przez Langerhansa, co ułatwiłoby wyizolowanie z wysp trzustkowych tej tajemniczej substancji. Eksperyment miał zostać przeprowadzony latem w 1921 roku, na Uniwersytecie w Toronto. Pomagał mu w tym student Charles Best. Eksperyment zakończył się sukcesem. Wyizolowany ekstrakt badacze podawali psom pozbawionym trzustki i następnie sprawdzali ich krew. Stężenie cukru spadało.

    Banting postanowił iść dalej i podać ekstrakt z trzustki choremu na cukrzycę. To był pierwszy zastrzyk podany pacjentowi.

    Dodajmy jeszcze, że za swoje odkrycie już w dwa lata po jego dokonaniu Frederic Banting otrzymał Nagrodę Nobla. Był najmłodszym jej laureatem w dziedzinie medycyny i fizjologii, miał wówczas 32 lata. A pierwszy zastrzyk z insuliny, 11 stycznia 1922 roku, otrzymał 14-letni Leonard Thompson, u którego choroba była już tak rozwinięta i tak wyniszczyła mu organizm (ważył niespełna 30 kg), że zapadł w śpiączkę. Po iniekcji jego stan zaczął się błyskawicznie poprawiać, chociaż, ze względu na jakość uzyskanego wyciągu (nie był dobrze oczyszczony) i jakość sprzętu, doszło do pojawienia się dużego ropnia.

    Druga dawka, dzięki pracom kanadyjskiego biochemika i fizjologa Jamesa Bertrama Collipa, który uzyskał już wysoko oczyszczoną insulinę, nie spowodowała żadnych skutków ubocznych. Leo żył jeszcze 13 lat, zmarł nie z powodu cukrzycy, ale na zapalenie płuc.

    Jeszcze na chwilę wrócę do Nagrody Nobla za odkrycie insuliny. Zdaje się, że narobiła ona trochę szumu w środowisku?

    Nagroda została przyznana Bantingowi i jego szefowi, Johnowi McLeodowi, który był znamienitym profesorem Uniwersytetu w Toronto i przewodniczącym Amerykańskiego Towarzystwa Fizjologicznego. To do niego zwrócił się Banting z prośbą o przydzielenie asystenta, którym został Best, pominięty przy nagrodzie. Banting, doceniając jednakże jego wkład w odkrycie insuliny, podzielił się z nim pieniędzmi z Nagrody Nobla, natomiast McLeod część swojej nagrody przekazał Collipowi.

    I teraz kariera insuliny zaczęła nabierać niebywałego tempa. Odkryciem Bantinga zainteresowały się firmy farmaceutyczne, wyczuwając w nim wielkie możliwości biznesowe.

    Jako pierwsza zaczęła produkować insulinę na skalę przemysłową amerykańska firma Eli Lilly, będąca światowym liderem w dziedzinie leków przeciwcukrzycowych. Pierwsze insuliny opuściły zakłady Eli Lilly już w czerwcu 1922 roku. Insulina otrzymała wówczas nazwę Illetin. I tu warto podkreślić, że Polska była trzecim krajem w Europie, który (w latach 30. ubiegłego wieku) rozpoczął produkcję insuliny. Początkowo insulinę pozyskiwano z trzustek zwierzęcych – najpierw z psich, potem z wieprzowych i wołowych. Obecnie insuliny nie są pozyskiwane z trzustek zwierzęcych. To pierwszy w historii świata medycyny lek, który stworzono metodami inżynierii genetycznej, zatwierdzony do stosowania u ludzi.

    Insulina pozyskiwana z trzustek zwierzęcych nie była jednak dobrze tolerowana przez organizm chorego, dawała objawy niepożądane, głównie z powodu odczynów alergicznych. I wtedy nastał czas…

    …insulin ludzkich. W 1978 roku w wyniku rekombinacji genowej, czyli metod inżynierii genetycznej, dzięki wykorzystaniu bakterii, otrzymano biosyntetyczną insulinę ludzką, co kilka lat później, w 1982 roku, umożliwiło wprowadzenie na rynek pierwszej ludzkiej insuliny o nazwie Humulin R.

    A przy okazji może jeszcze warto wspomnieć, że nie tylko Banting otrzymał Nagrodę Nobla za odkrycie dotyczące insuliny, co świadczy, jak wielkim zainteresowaniem cieszyła się ona wśród naukowców.

    To prawda. W 1958 roku inny Frederic, Sanger, otrzymał Nagrodę Nobla za ustalenie sekwencji aminokwasów insuliny, a w 1969 roku Dorothy Crowfoot Hodgkin – za ustalenie budowy przestrzennej insuliny.

    Aż wreszcie, co miało miejsce pod koniec ubiegłego wieku, nadszedł czas analogów insuliny. Pierwszy analog szybko działający firmy Eli Lilly pojawił się w 1996 roku, drugi w 2000 roku.

    To był również ogromny krok naprzód, choć raczej nazwałbym to pewnego rodzaju kosmetyką tego, co już mieliśmy, nie przełomem. Chociaż insuliny ludzkie nadal są stosowane – nie bez znaczenia jest tu ich dostępność cenowa – to analogi spowodowały, że życie chorego stało się bardziej komfortowe. Dzięki nim można indywidualizować leczenie tak, żeby dla każdego pacjenta było ono najskuteczniejsze, najbezpieczniejsze i najwygodniejsze.

    Dziś mamy insuliny szybko i krótko działające, ultradługo działające, insuliny o elastycznym czasie działania, tak że każdemu choremu możemy dopasować taką, która będzie uwzględniała jego styl życia, preferencje.

    Przez te wszystkie minione lata bardzo zmienił się również sposób podawania insuliny. To już nie szklane, wielokrotnego użytku strzykawki, ale nowoczesne urządzenia, niektóre potrafią nawet myśleć za pacjenta.

    Śledząc metody aplikacji insuliny, widać ogromny postęp. Dziś chory ma możliwość samodzielnego monitorowania glikemii, tak w czasie rzeczywistym, jak i metodą skanowania, dzięki pompom insulinowym sprzężonym z pomiarem stężenia glukozy we krwi. Do monitorowania glikemii wykorzystywane są coraz doskonalsze urządzenia cyfrowe.

    A jak widzi Pan Profesor przyszłość w dziedzinie leczenia cukrzycy? Chodzi głównie o cukrzycę typu 1, bo tu insulina jest niezbędna. Naukowcy nie dają za wygraną i wciąż nad tym pracują.
    W mediach pojawiają się informacje o cudownym sprayu do nosa zawierającym insulinę, o zastrzyku raz na miesiąc czy o przeszczepieniach całej trzustki bądź tylko wysp Lagerhansa.

    Przeszczepy trzustki już mają miejsce, ale to bardzo skomplikowana operacja i wykonuje się ich niewiele. Ja natomiast upatrywałbym szanse w terapii komórkami macierzystymi. Badania nad nimi już trwają i są zaawansowane. Jeśli przekształcą się one w komórki beta, to już będzie sukces.

    Rozmawiała Bożena Stasiak

    1922, 1923. Pacjent doktora Williama McKim Marriotta w St Louis Children’s Hospital. Dwa lata przed zrobieniem pierwszego zdjęcia w 1922 r. zdiagnozowano u niego cukrzycę, był na typowej diecie głodowej z tego okresu. 7 grudnia 1922 roku ważył 7,5 kg. Drugie zdjęcie zostało zrobione, kiedy ważył 15 kg i był na diecie 55 gramów węglowodanów, 85 gramów białka i 100 gramów tłuszczu.
    W ciągu trzech miesięcy był leczony insuliną, jego dawka została zmniejszona z 75 jednostek do 15 jednostek, uważa się, że wskazanie na zwiększenie tolerancji węglowodanów ze względu na insulinę.

    1935. Wczesna zautomatyzowana produkcja insuliny

    Pierwsza siedziba Lilly w Indianapolis, źródło: The Indianapolis Star (indystar.com)

    1923. Pierwsze zestawy do wstrzykiwań Iletin. W zestawie były szklana strzykawka i tłok, igły i gumowe korki do fiolek.
    W zestawie był również alkohol i waciki bawełniane do sterylizacji miejsc wstrzyknięć.
    Źródło: https://www.si.edu/object/lilly-ever-aseptic-iletin-syringe-case-accessories-no-65:nmah_1425396

    Więcej od autora

    Podobne artykuły

    Najnowsze artykuły

    Zapraszamy na Międzynarodowy Kongres Polskiego Towarzystwa Kardiologicznego – online

    W imieniu Polskiego Towarzystwo Kardiologicznego mamy przyjemność zaprosić Państwa do udziału w jubileuszowym Międzynarodowym Kongresie Polskiego Towarzystwa Kardiologicznego, który odbędzie się w formule online....

    Klinika Kardiochirurgii WIM z robotem DaVinci

    Zastosowanie robota wspomaga pracę chirurga, pozwalając mu na niezwykłą precyzję wykonywania zabiegu.

    Kobiety w dobie pandemii zaniedbały badania piersi. Edukacja i profilaktyka są obecnie ważniejsze niż kiedykolwiek

    Większość kobiet za rzadko bada piersi. Dostęp do badań diagnostycznych piersi utrudniła jeszcze pandemia COVID-19.

    Chcesz być na bieżąco z informacjami ze świata medycyny?

    Zaprenumeruj bezpłatnie ŚWIAT LEKARZA 3D