Er zijn naar schatting 30 miljoen Amerikanen met diabetes. Nog eens 86 miljoen hebben prediabetes, van wie 30% diabetes zal ontwikkelen over een periode van vijf jaar. Het is de snelst groeiende chronische ziekte in de VS. Voor de 6% en groeiende patiëntenpopulatie met type 1 diabetes (T1D) is insuline noodzakelijk om te overleven.
Het is niet overdreven om insuline een levensreddend medicijn te noemen. Sinds de ontdekking in 1923, hebben miljoenen mensen een langer leven genoten dan verwacht, en verminderde complicaties als gevolg van hun ziekte. Patiënten met T1D werden eerder “behandeld” met borderline-verhongering diëten en gegeven levensverwachting van slechts een paar jaar.
de basis van het dieet—gepopulariseerd in het decennium voorafgaand aan de ontdekking van insuline—was het volledig beperken van calorieën gedurende een periode, wat leidde tot dramatisch gewichtsverlies voordat de patiënt opnieuw een vetrijk, eiwitrijk dieet zonder koolhydraten volgde. Schriftelijk over de strategie merkte de prominente arts Eliot Proctor Joslin, MD, op dat patiënten uitgehongerd waren met alleen de “vage hoop dat er iets nieuws zou verschijnen.”
Enter insuline, in 1923.
Het was al een halve eeuw bekend dat bloedsuiker centraal stond in het probleem van diabetes. Het belang van de alvleesklier in het koolhydraatmetabolisme was bekend sinds 1880, toen de Duitse artsen Joseph von Mering en Oskar Minkowski met succes de alvleesklier van een hond verwijderden en aantoonden dat het leidde tot een syndroom van hoge bloedsuiker, glucosurie, en uiteindelijke dood.
eerder, in 1869, ontdekten onderzoekers 2 soorten cellen in de alvleesklier—acinaire cellen zijn verantwoordelijk voor de spijsvertering functies, en de eilandjes van Langerhans afgescheiden suiker.in dezelfde periode experimenteerde de Roemeense wetenschapper Nicolae Paulescu met een waterig pancreasextract dat de bloedsuikerspiegel verlaagde bij injectie bij diabetische honden. Hij noemde deze substantie pancreine. Toen de Eerste Wereldoorlog uitbrak, stopte hij zijn experimenten voor enkele jaren. Hij patenteerde zijn product in 1922 bij het Roemeense Octrooibureau, maar hij werd nooit officieel gecrediteerd met de ontdekking van insuline—omdat tegelijkertijd twee Canadese onderzoekers, Sir Frederick Grant Banting en John Macleod, een artikel publiceerden over het succesvolle gebruik van een pancreasextract op basis van alcohol voor het normaliseren van de bloedsuikerspiegel bij een mens.naast het helpen ontwikkelen van insuline, was Palescu zich er ook van bewust dat er andere enzymen in de alvleesklier aanwezig waren die een rol speelden bij het reguleren van de bloedsuikerspiegel—iets wat de komende 50 jaar niet onderzocht werd en vandaag de dag een belangrijke rol spelen bij de behandeling van diabetes.het werk van Banting begon met zijn ontdekking dat hij door het alvleesklierkanaal op honden af te binden en vervolgens de alvleesklier intact te verwijderen, insuline kon isoleren zonder dat het vernietigd werd door de spijsverteringsenzymen van de alvleesklier. Hij was in staat om een kleine hoeveelheid van een pancreas enzym te isoleren— die hij injecteerde in een diabetische hond, waaruit een daling van glucose.
het proces werd meerdere malen herhaald, maar was vervelend en de opbrengsten klein. Deze procedure was slechts in staat om een kleine hoeveelheid insuline te oogsten en was tijdrovend, dus besloten ze om vee te gebruiken als bron van pancreasenzymen.
de volgende stap was het proberen om het te zuiveren en het testen op konijnen. Het werk werd uitgevoerd onder toezicht van McCleod. Zodra een goed proces van zuivering van insuline plaatsvond, vond de eerste menselijke proef plaats in 1922 met de injectie van insuline in een 14-jarige jongen. Wonderbaarlijk genoeg zakte zijn bloedsuiker in een normaal bereik, en hij stierf niet. Verscheidene meer menselijke proeven werden ontwikkeld, die duidelijk aantoonde dat extract bloedsuiker bij mensen kon verminderen. Banting en McCleod kregen de Nobelprijs voor de geneeskunde in 1923 voor hun werk in het ontdekken van insuline. Het creëerde een controverse die tot op de dag van vandaag voortduurt over wie echt erkenning had moeten verdienen voor de ontdekking. Uiteindelijk was het Banting die kreeg de commerciële rechten op insuline, die hij gedoneerd aan de Universiteit van Toronto voor $1.het commercieel produceren van insuline was een enorme onderneming. Banting zocht hulp bij bedrijf Eli Lilly om te helpen bij de productie van insuline die nu uit konijnen werd gehaald, waardoor ze een niet-exclusief licentierecht kregen om insuline te ontwikkelen. De niet-exclusiviteit stelde andere bedrijven in staat om ook met insuline te werken.
aanvankelijk waren er grote problemen met de betrouwbaarheid van de insuline-extracten, en de extracten verslechterden snel en ontbraken consistentie van partij tot partij. Het probleem werd opgelost door de ontdekking dat insuline moet worden bereid op een specifieke PH die zuiverheid en kwaliteitscontrole zou garanderen. De zogenaamde” isoelektrische precipitatie ” methode liet Eli Lily toe om insuline in grote hoeveelheden te produceren-hoewel er problemen met standaardisatie bleven. De Universiteit van Toronto was in staat om de controle van insuline te handhaven, maar in licentie gegeven aan verschillende bedrijven te ontwikkelen.
Banting verklaarde herhaaldelijk dat hij niet wilde dat een bedrijf volledige controle had, zodat insuline goedkoop beschikbaar bleef voor patiënten in nood. In de loop van de tijd werden nieuwe hoeveelheden insuline ontwikkeld om de werkingsduur te verlengen of te verkorten.in 1936 kregen Hans Hagedorn en August Krogh het recht op insuline van de Universiteit van Toronto. Ze vormden het bedrijf Nordisk insuline Laboratorium. Ze ontdekten dat insuline kan worden verlengd door het toevoegen van protamine verkregen uit het sperma van rivierforel. Protamine zink insuline duurde 24-36 uur, waardoor het enigszins onhandelbaar als gevolg van langdurige hypoglykemie.
een probleem met alle insulines die tot 1982 werden geproduceerd was dat het afkomstig was van dierlijke oorsprong en allergische reacties kon veroorzaken, en reacties op de injectieplaats. Het leverde soms ook inconsistente resultaten op.een belangrijke doorbraak vond plaats in 1978, toen Genentech in staat was het eerste humane insulinemolecuul te synthetiseren. Toen de genetische code bekend was, konden wetenschappers van Lilly de DNA-sequentie inbrengen in E. coli en oogst humane insuline in grote hoeveelheden. Humane insuline was octrooieerbaar en kwam in 1982 in 2 vormen op de markt: een kortwerkende of kortwerkende vorm of een middellangwerkende vorm. Het was niet waarschijnlijk dat deze producten allergische reacties veroorzaakten en hun effecten waren zeer consistent. Wat ontbrak, was echter het vermogen van deze insulines om te werken als insuline wanneer uitgescheiden door de alvleesklier bij normale proefpersonen, omdat het begin van de werking niet kon worden geëvenaard.in de loop der jaren veranderden wetenschappers de aminozuursequenties van humane insuline om het effect van in vivo insuline beter na te bootsen. Ze creëerden producten die sneller begonnen en langer duren. Ze ontwikkelden ook nieuwe toedieningssystemen zoals insulinepennen en pompen om toediening en opslag van insuline gemakkelijk en pijnloos te maken.
zoals ik al zei, T1D insuline is een life saver. Voor veel patiënten met diabetes type 2 kan insuline worden toegevoegd aan andere therapieën om glucose onder controle te houden en complicaties te verminderen. De ontdekking van insuline was een enorme wetenschappelijke doorbraak, maar zoals veel grote dingen, zijn er negatieve onbedoelde gevolgen.
insuline verlengt de levensduur van patiënten lang genoeg om de complicaties van hun ziekte, waaronder blindheid, nierfalen en cardiovasculaire aandoeningen, voortijdig te verergeren. Er blijft geen manier om het risico van het doorgeven van genetische aanleg aan kinderen van patiënten te verminderen. Ten slotte kan worden aangevoerd dat de ontdekking van insuline verder onderzoek naar diabetes stopte, waarbij enkele belangrijke hormonen werden verwaarloosd die een belangrijke rol spelen in het glucosemetabolisme.
Het is pas in de laatste 20 jaar dat we naast insuline geneesmiddelen hebben herkend en ontwikkeld voor de behandeling van type 2 diabetes. Deze producten hebben het leven van mensen met T2D veranderd, en bieden de kans om de complicaties van insulinetherapie te vermijden. Er is gezegd—zij het op de tong-dat de ontdekking van insuline het ergste was dat type 2-diabetes ooit is overkomen. maar het kan niet worden ontkend dat insuline miljoenen levens heeft gered in T1D-zorg, en misschien wel het grootste medische wonder van deze eeuw was. Zoals met alles in het leven, is niets zwart-wit, en alle goede dingen hebben enkele onbedoelde gevolgen.