Es gibt schätzungsweise 30 Millionen Amerikaner mit Diabetes. Weitere 86 Millionen haben Prädiabetes, von denen 30% über einen Zeitraum von fünf Jahren Diabetes entwickeln werden. Es ist die am schnellsten wachsende chronische Krankheit in den USA. Für die 6% und wachsende Patientenpopulation mit Typ-1-Diabetes (T1D) ist Insulin überlebensnotwendig.
Es ist keine Übertreibung, Insulin als lebensrettendes Medikament zu bezeichnen. Seit seiner Entdeckung im Jahr 1923 haben Millionen von Menschen ein längeres Leben als geplant genossen und die Komplikationen aufgrund ihrer Krankheit reduziert. Patienten mit T1D wurden zuvor mit Borderline-Hungerdiäten „behandelt“ und erhielten eine Lebenserwartung von nur wenigen Jahren.Die Grundlage der Diät, die in den zehn Jahren vor der Entdeckung des Insulins populär wurde, bestand darin, die Kalorien für einen bestimmten Zeitraum vollständig zu begrenzen, was zu einem dramatischen Gewichtsverlust führte, bevor der Patient wieder in eine fettreiche, proteinreiche Diät ohne Kohlenhydrate eingeführt wurde. Schriftlich über die Strategie, Der prominente Arzt Eliot Proctor Joslin, MD, stellte fest, dass die Patienten nur mit der „schwachen Hoffnung, dass etwas Neues auftauchen würde, verhungert waren.“
Geben Sie Insulin, im Jahr 1923.
Es war seit einem halben Jahrhundert bekannt, dass Blutzucker für das Problem Diabetes von zentraler Bedeutung war. Die Bedeutung der Bauchspeicheldrüse im Kohlenhydratstoffwechsel war seit 1880 bekannt, als die deutschen Ärzte Joseph von Mering und Oskar Minkowski erfolgreich die Bauchspeicheldrüse eines Hundes entfernten und zeigten, dass dies zu einem Syndrom von hohem Blutzucker, Glukosurie und schließlich zum Tod führte.
Vorher, im Jahr 1869, entdeckten Forscher 2 Arten von Zellen in der Bauchspeicheldrüse—Azinuszellen sind verantwortlich für die Verdauungsfunktionen, und die Inseln von Langerhans sezernierten Zucker.
Etwa zur gleichen Zeit experimentierte der rumänische Wissenschaftler Nicolae Paulescu mit einem wässrigen Pankreasextrakt, der den Blutzucker senkte, wenn er diabetischen Hunden injiziert wurde. Er nannte diese Substanz Pankreatin. Als der 1. Weltkrieg ausbrach, stoppte er seine Experimente für mehrere Jahre. Tatsächlich patentierte er sein Produkt 1922 beim rumänischen Patentamt, aber die Entdeckung des Insulins wurde ihm nie offiziell zugeschrieben — denn gleichzeitig veröffentlichten 2 kanadische Forscher, Sir Frederick Grant Banting und John Macleod, ein Papier über die erfolgreiche Verwendung eines Pankreasextrakts auf Alkoholbasis zur Normalisierung des Blutzuckers bei einem Menschen.Neben der Entwicklung von Insulin war Palescu auch bewusst, dass es andere Enzyme in der Bauchspeicheldrüse gab, die eine Rolle bei der Regulierung des Blutzuckers spielten — etwas, das in den nächsten 50 Jahren nicht untersucht wurde und heute eine wichtige Rolle bei der Behandlung von Diabetes spielt.Bantings Arbeit begann mit seiner Entdeckung, dass er durch Ligieren des Pankreasganges bei Hunden und anschließende Entfernung der Bauchspeicheldrüse Insulin isolieren konnte, ohne dass es durch die Verdauungsenzyme der Bauchspeicheldrüse zerstört wurde. Er konnte eine kleine Menge eines Pankreasenzyms isolieren, das er einem diabetischen Hund injizierte, was einen Abfall der Glukose zeigte.
Der Vorgang wurde mehrmals wiederholt, war aber mühsam und die Ausbeuten gering. Dieses Verfahren war nur in der Lage, eine kleine Menge Insulin zu ernten und war zeitaufwendig, so dass sie beschlossen, Rinder als Quelle für Pankreasenzyme zu verwenden.
Der nächste Schritt bestand darin, es zu reinigen und an Kaninchen zu testen. Die Arbeit wurde unter der Aufsicht von McCleod durchgeführt. Sobald ein guter Prozess der Reinigung von Insulin auftrat, fand 1922 der erste Versuch am Menschen mit der Injektion von Insulin in einen 14-jährigen Jungen statt. Wie durch ein Wunder sank sein Blutzucker in einen normalen Bereich und er starb nicht. Es wurden mehrere weitere Studien am Menschen entwickelt, die eindeutig zeigten, dass Extrakt den Blutzucker beim Menschen senken kann. Banting und McCleod erhielten 1923 den Nobelpreis für Medizin für ihre Arbeit bei der Entdeckung von Insulin. Es entstand eine Kontroverse, die bis heute andauert, wer wirklich Anerkennung für die Entdeckung verdient haben sollte. Letztendlich war es Banting, der die kommerziellen Rechte an Insulin erhielt, das er der University of Toronto für 1 US-Dollar spendete.
Insulin kommerziell herzustellen war ein riesiges Unterfangen. Banting suchte Hilfe bei der Firma Eli Lilly, um Insulin herzustellen, das jetzt aus Kaninchen gewonnen wurde, und gewährte ihnen ein nicht exklusives Lizenzrecht zur Entwicklung von Insulin. Die Nicht-Exklusivität ermöglichte es anderen Unternehmen, auch mit Insulin zu arbeiten.Anfangs gab es große Probleme mit der Zuverlässigkeit der Insulinextrakte, und die Extrakte verschlechterten sich schnell und es fehlte ihnen an Konsistenz von Charge zu Charge. Das Problem wurde durch die Entdeckung gelöst, dass Insulin bei einem bestimmten PH-Wert hergestellt werden muss, um Reinheit und Qualitätskontrolle zu gewährleisten. Die sogenannte „isoelektrische Fällungsmethode“ ermöglichte es Eli Lily, Insulin in großen Mengen herzustellen — obwohl es weiterhin Probleme mit der Standardisierung gab. Die Universität von Toronto konnte die Kontrolle über Insulin behalten, lizenzierte es jedoch an mehrere Unternehmen zur Entwicklung.Banting erklärte wiederholt, dass er nicht wolle, dass ein Unternehmen die vollständige Kontrolle habe, damit Insulin für bedürftige Patienten billig verfügbar bleibe. Im Laufe der Zeit wurden neue Insulinanteile entwickelt, um die Wirkungsdauer zu erhöhen oder zu verringern.1936 erwarben Hans Hagedorn und August Krogh die Rechte an Insulin von der University of Toronto. Sie gründeten die Firma Nordisk Insulin Laboratorium. Sie entdeckten, dass Insulin durch Zugabe von Protamin, das aus dem Samen von Flussforellen gewonnen wurde, verlängert werden konnte. Protamin-Zink-Insulin dauerte 24-36 Stunden, was es aufgrund längerer Hypoglykämie etwas unüberschaubar machte.Ein Problem bei allen Insulinen, die bis 1982 hergestellt wurden, war, dass sie aus tierischen Quellen stammten und allergische Reaktionen und Reaktionen an den Injektionsstellen hervorrufen konnten. Es führte manchmal auch zu inkonsistenten Ergebnissen.Ein großer Durchbruch gelang 1978, als Genentech das erste menschliche Insulinmolekül synthetisieren konnte. Sobald der genetische Code bekannt war, Wissenschaftler bei Lilly konnten die DNA-Sequenz in E einfügen. coli und Ernte Humaninsulin in großen Mengen. Humaninsulin war patentierbar und wurde 1982 in 2 Formen auf den Markt gebracht: eine reguläre oder kurzwirksame Form oder eine intermediär wirkende Form. Diese Produkte waren nicht wahrscheinlich, allergische Reaktionen zu produzieren und waren in ihren Effekten sehr konsequent. Was jedoch fehlte, war die Fähigkeit dieser Insuline, bei normalen Probanden wie Insulin zu wirken, wenn sie von der Bauchspeicheldrüse ausgeschieden werden, da der Wirkungseintritt nicht angepasst werden konnte.
Im Laufe der Jahre veränderten Wissenschaftler die Aminosäuresequenzen des Humaninsulins, um die Wirkung von In-vivo-Insulin genauer nachzuahmen. Sie schufen Produkte, die schneller einsetzten und länger hielten. Sie entwickelten auch neuartige Verabreichungssysteme wie Insulinpens und Pumpen, um die Verabreichung und Lagerung von Insulin bequem und schmerzfrei zu gestalten.
Wie gesagt, T1D-Insulin ist ein Lebensretter. Bei vielen Patienten mit Typ-2-Diabetes kann Insulin zu anderen Therapien hinzugefügt werden, um den Blutzucker zu kontrollieren und Komplikationen zu reduzieren. Die Entdeckung von Insulin war ein enormer wissenschaftlicher Durchbruch, aber wie viele große Dinge gibt es negative unbeabsichtigte Konsequenzen.
Insulin verlängert das Leben von Patienten lange genug, um Komplikationen ihrer Krankheit wie Blindheit, Nierenversagen und Herz-Kreislauf-Erkrankungen vorzeitig zu verschlimmern. Es bleibt keine Möglichkeit, das Risiko der Weitergabe der genetischen Veranlagung an die Kinder der Patienten zu verringern. Schließlich kann argumentiert werden, dass die Entdeckung von Insulin die weitere Erforschung von Diabetes gestoppt und einige wichtige Hormone vernachlässigt hat, die eine Schlüsselrolle im Glukosestoffwechsel spielen.
Erst in den letzten 20 Jahren haben wir neben Insulin auch Medikamente zur Behandlung von Typ-2-Diabetes erkannt und entwickelt. Diese Produkte haben das Leben von Menschen mit T2D verändert und bieten die Möglichkeit, die Komplikationen der Insulintherapie zu vermeiden. Es wurde — wenn auch augenzwinkernd – gesagt, dass die Entdeckung von Insulin das Schlimmste war, was Typ-2—Diabetes je passiert ist.
Aber es kann nicht geleugnet werden, dass Insulin Millionen von Menschenleben in der T1D-Versorgung gerettet hat und wohl das größte medizinische Wunder dieses Jahrhunderts war. Wie bei allem im Leben ist nichts schwarz und weiß, und alle guten Dinge haben unbeabsichtigte Konsequenzen.