Si stima che 30 milioni di americani con diabete. Altri 86 milioni hanno prediabete, di cui il 30% svilupperà il diabete per un periodo di cinque anni. È la malattia cronica in più rapida crescita negli Stati Uniti. Per il 6% e la crescente popolazione di pazienti con diabete di tipo 1 (T1D), l’insulina è necessaria per la sopravvivenza.
Non è un’esagerazione chiamare l’insulina un farmaco salvavita. Dalla sua scoperta nel 1923, milioni di persone hanno goduto di una vita più lunga del previsto e hanno ridotto le complicazioni dovute alla loro malattia. I pazienti con T1D sono stati precedentemente “trattati” con diete borderline-fame e dato aspettative di vita di pochi anni.
La base del regime di dieta—reso popolare nel decennio precedente alla scoperta dell’insulina—era di limitare completamente le calorie per un periodo di tempo, portando a una drammatica perdita di peso prima di reintrodurre il paziente a una dieta ricca di grassi e proteine senza carboidrati. Nello scrivere sulla strategia, prominente medico Eliot Proctor Joslin, MD, ha osservato che i pazienti sono stati affamati con solo la ” debole speranza che qualcosa di nuovo sarebbe apparso.”
Inserire insulina, nel 1923.
Era noto da mezzo secolo che la glicemia era al centro del problema del diabete. L’importanza del pancreas nel metabolismo dei carboidrati era nota dal 1880, quando i medici tedeschi Joseph von Mering e Oskar Minkowski hanno rimosso con successo il pancreas di un cane e hanno dimostrato che ha portato a una sindrome di glicemia alta, glucosuria e morte finale.
Prima di allora, nel 1869, gli investigatori scoprirono 2 tipi di cellule nel pancreas: le cellule acinari sono responsabili delle funzioni digestive e le isole di Langerhans secernevano zucchero.
Vicino alla stessa epoca, lo scienziato rumeno Nicolae Paulescu stava sperimentando un estratto pancreatico acquoso che riduceva lo zucchero nel sangue quando iniettato nei cani diabetici. Ha chiamato questa sostanza pancreina. Quando scoppiò la prima guerra mondiale, interruppe i suoi esperimenti per diversi anni. In realtà ha brevettato il suo prodotto in 1922 con l’ufficio brevetti rumeno, ma non è mai stato ufficialmente accreditato con la scoperta dell’insulina—perché allo stesso tempo, 2 ricercatori canadesi, Sir Frederick Grant Banting e John Macleod, hanno pubblicato un documento sull’uso di successo di un estratto pancreatico a base alcolica per normalizzare la glicemia in un essere umano.
Oltre ad aiutare a sviluppare l’insulina, Palescu era anche consapevole che c’erano altri enzimi nel pancreas che hanno svolto un ruolo nella regolazione della glicemia—qualcosa non studiato per i prossimi 50 anni, e oggi svolgono un ruolo importante nel trattamento del diabete.
Il lavoro di Banting è iniziato con la sua scoperta che legando il dotto pancreatico sui cani, e quindi rimuovendo il pancreas intatto, poteva isolare l’insulina senza che venisse distrutta dagli enzimi pancreatici digestivi. È stato in grado di isolare una piccola quantità di un enzima pancreatico— che ha iniettato in un cane diabetico, dimostrando una goccia di glucosio.
Il processo è stato ripetuto più volte, ma era noioso e le rese piccole. Questa procedura era in grado di raccogliere solo una piccola quantità di insulina e richiedeva molto tempo, quindi decisero di usare il bestiame come fonte di enzimi pancreatici.
Il passo successivo è stato cercare di purificarlo e testarlo sui conigli. Il lavoro è stato svolto sotto la supervisione di McCleod. Una volta che si è verificato un buon processo di purificazione dell’insulina, il primo studio umano si è verificato nel 1922 con l’iniezione di insulina in un ragazzo di 14 anni. Miracolosamente, ha fatto cadere la glicemia in un range normale, e non e ‘ morto. Sono stati sviluppati diversi altri studi sull’uomo, che hanno dimostrato chiaramente che l’estratto potrebbe ridurre lo zucchero nel sangue negli esseri umani.
Banting e McCleod ricevettero il premio Nobel per la Medicina nel 1923 per il loro lavoro nella scoperta dell’insulina. Ha creato una controversia che dura fino ad oggi su chi avrebbe dovuto davvero guadagnato il riconoscimento per la scoperta. In definitiva, è stato Banting a ricevere i diritti commerciali sull’insulina, che ha donato all’Università di Toronto per $1.
Produrre insulina commercialmente è stata un’impresa enorme. Banting ha chiesto aiuto alla società Eli Lilly per contribuire alla produzione di insulina che veniva ora estratta dai conigli, concedendo loro un diritto di licenza non esclusivo per lo sviluppo di insulina. La non esclusività ha permesso ad altre aziende di lavorare anche con l’insulina.
Inizialmente, c’erano grossi problemi con l’affidabilità degli estratti di insulina e gli estratti si deterioravano rapidamente e mancavano di coerenza da lotto a lotto. Il problema è stato risolto con la scoperta che l’insulina deve essere preparata ad un PH specifico che garantisca la purezza e il controllo della qualità. Il cosiddetto metodo di “precipitazione isoelettrica” ha permesso a Eli Lily di produrre insulina in grandi quantità—sebbene rimanessero problemi con la standardizzazione. L’Università di Toronto è stata in grado di mantenere il controllo dell’insulina, ma ha concesso in licenza a diverse aziende per lo sviluppo.
Banting ha dichiarato ripetutamente che non voleva che nessuna azienda avesse il controllo completo, in modo da consentire all’insulina di rimanere disponibile a basso costo per i pazienti bisognosi. Nel corso del tempo, sono state sviluppate nuove proporzioni di insulina per aumentare o diminuire la durata dell’effetto.
Nel 1936 Hans Hagedorn e August Krogh ottennero i diritti sull’insulina dall’Università di Toronto. Hanno formato la società Nordisk Insulin Laboratorium. Hanno scoperto che l’insulina potrebbe essere prolungata aggiungendo protamina ottenuta dallo sperma della trota di fiume. L’insulina di zinco protamina è durata 24-36 ore, rendendolo un po ‘ ingestibile a causa di ipoglicemia prolungata.
Un problema con tutte le insuline prodotte fino al 1982 era che erano derivate da fonti animali e potevano produrre reazioni allergiche e reazioni nei siti di iniezione. A volte ha prodotto risultati incoerenti pure.
Un importante passo avanti si è verificato nel 1978, quando Genentech è stato in grado di sintetizzare la prima molecola di insulina umana. Una volta che il codice genetico era noto, gli scienziati di Lilly sono stati in grado di inserire la sequenza di DNA in E. coli e raccogliere l’insulina umana in grandi quantità. L’insulina umana era brevettabile ed è stata rilasciata nel 1982 sul mercato in 2 forme: una forma regolare o a breve durata d’azione o una forma ad azione intermedia. Questi prodotti non erano suscettibili di produrre reazioni allergiche ed erano molto coerenti nei loro effetti. Ciò che mancava, tuttavia, era la capacità di queste insuline di agire come insulina quando secreta dal pancreas in soggetti normali, perché l’inizio dell’azione non poteva essere abbinato.
Nel corso degli anni gli scienziati hanno alterato le sequenze aminoacidiche dell’insulina umana per imitare più da vicino l’effetto dell’insulina in vivo. Hanno creato prodotti che erano più veloce-inizio e più duratura. Hanno anche sviluppato nuovi sistemi di somministrazione come penne per insulina e pompe per rendere la somministrazione e lo stoccaggio dell’insulina conveniente e indolore.
Come ho detto, l’insulina T1D è un salvavita. Per molti pazienti con diabete di tipo 2, l’insulina può essere aggiunta ad altre terapie per controllare il glucosio e ridurre le complicanze. La scoperta dell’insulina è stata una straordinaria svolta scientifica, ma come molte grandi cose, ci sono conseguenze negative non intenzionali.
L ‘ insulina prolunga la vita dei pazienti abbastanza a lungo da peggiorare le complicanze della malattia, tra cui cecità, insufficienza renale e malattie cardiovascolari prematuramente. Non rimane alcun modo di ridurre il rischio di trasmettere la predisposizione genetica ai bambini dei pazienti. Infine, si può sostenere che la scoperta dell’insulina ha interrotto ulteriori ricerche sul diabete, trascurando alcuni importanti ormoni che svolgono un ruolo chiave nel metabolismo del glucosio.
È stato solo negli ultimi 20 anni che abbiamo riconosciuto e sviluppato farmaci oltre all’insulina per trattare il diabete di tipo 2. Questi prodotti hanno cambiato la vita delle persone con T2D e offrono la possibilità di evitare le complicazioni della terapia insulinica. È stato detto—anche se ironico-che la scoperta dell’insulina è stata la cosa peggiore che sia mai accaduta al diabete di tipo 2.
Ma non si può negare che l’insulina ha salvato milioni di vite nella cura T1D, ed è stato probabilmente il più grande miracolo medico di questo secolo. Come con tutto nella vita, nulla è in bianco e nero, e tutte le cose buone portano alcune conseguenze indesiderate.