Choć cukrzyca (Diabetes mellitus, dosł. moczówka cukrowa) znana była już od wieków przed naszą erą to jej natura długo pozostawała nieznana. Z jej rozpoznaniem wiązało się bardzo złe rokowanie. Desperackie często i drastyczne metody jej leczenia nie przynosiły oczekiwanych skutków. Było to powodem frustracji zarówno lekarzy jak i pacjentów i ich rodzin. Stąd okres przed odkryciem insuliny nazywa się często „erą frustracji”.
Rok 1921 stał się rokiem przełomowym w historii medycyny, i można śmiało powiedzieć, że również w historii ludzkości. Wtedy to dr Frederick Banting – chirurg ortopeda (w dzień jego urodzin 14. listopada obchodzony jest obecnie Światowy Dzień Cukrzycy) i student medycyny Charles Best pracujący w laboratorium kierowanym przez Johna Jamesa Richarda MacLeod’a w Uniwersytecie w Toronto otrzymali płynny ekstrakt z wyizolowanych wysp trzustkowych. Pierwszym pacjentem leczonym z sukcesem insuliną był 14-letni Leonard Thompson a drugim dr Joe Gilhurst (lekarz zajmujący się cukrzycą, u którego zresztą opisano pierwszy przypadek poinsulinowej hipoglikemii).
12. grudnia 1921 roku Banting i Best ogłosili wyniki swoich badań w Amerykańskim Towarzystwie Fizjologicznym. Doniosłość i przełomowy charakter tego odkrycia docenił komitet noblowski przyznając w 1923 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie Fizjologii i Medycyny J.J.R. MacLeodowi i F. Bantingowi. Obaj laureaci zdecydowali podzielić się nagrodą ze wspomnianym Jamesem Bertramem Collipem, twórcą metody oczyszczania i zagęszczenia ekstraktu z wysp trzustkowych.
Jako datę rozpoczęcia skutecznego leczenia insuliną na świecie przyjęto 23 stycznia 1922 r. już w 1923 roku insulina zaczęła być produkowana początkowo Kanadzie i USA a następnie w Niemczech, Danii i Austrii. Za datę rozpoczęcia produkcji w Polsce przyjęto rok 1924, gdy w Państwowym Zakładzie Higieny uzyskano pierwsze 315 000 jednostek insuliny. Polska była czwartym krajem w Europie, który uruchomił produkcję insuliny. Po II wojnie światowej produkcja insuliny była kontynuowana przez Zjednoczenie Wytwórni Surowic i Szczepionek „Biomed” w Warszawie a od 1953 roku, ówczesne Tarchomińskie Zakłady Farmaceutyczne, jako jedne z pierwszych na świecie uruchomiły produkcję insuliny na skalę przemysłową.
Postęp w insulinoterapii dokonywał się sukcesywnie. Technologia produkcji insulin zwierzęcych (otrzymywanych wieprzowych i wołowych) uległa udoskonaleniu pod względem oczyszczania i zmian własności farmakologicznych (krótko i długo działające). Ważną datą jest rok 1936, kiedy to Hans Christian Hagedorn opracował insuliną o powolnym uwalnianiu (NPH – Neutral Protamine Hagedorn).
Prace nad naturą insuliny przyniosły ich autorom liczne nagrody Nobla. W 1955 roku otrzymał ją Frederick Sanger za odkrycie sekwencji aminokwasowej insuliny a w 1964 roku Dorothy Mary CrowfootHodgkin za odkrycie jest struktury krystalograficznej.
Ponieważ stosowane w lecznictwie insuliny zwierzęce były bardzo podobne, ale jednak różniły się od insuliny ludzkiej, powodowało to odczyn immunologiczny i powstawanie przeciwciał przeciw tej insulinie. Ideałem byłoby zastosowanie insuliny o budowie aminokwasowej identycznej z ludzką. Już w 1973 roku zsyntetyzowano z pojedynczych aminokwasów insulinę identyczną z ludzką, jednak wysokie koszty jej wytwarzania nie pozwalały na przemysłową produkcję. W 1980 roku po raz pierwszy uzyskano insulinę identyczną z ludzką dzięki wszczepieniu genu ludzkiej insuliny komórkom bakterii Escherichia coli. To właśnie dzięki metodom inżynierii genetycznej od lat 80-tych ubiegłego wieku można było rozpowszechnić stosowanie insulin identycznych z ludzką, o wiele bardziej „przyjaznych” organizmowi człowieka… Zaprzęgnięcie do syntezy tych insulin bakterii i drożdży umożliwiło produkcję na skalę przemysłową, także w Polsce (do dziś taka produkcja jest prowadzona na rynek polski i zagraniczny dla osób z cukrzycą typu 2). Powszechność ich stosowania spowodowała wycofanie z użytkowania insulin pochodzących z trzustek zwierzęcych. Dokonał się wówczas kolosalny postęp w insulinoterapii. Dawały one znacznie mniej niedocukrzeń, zastrzyki stały się mniej bolesne i nie pojawiały się zmiany skórne w miejscach wstrzyknięć co było dotychczasowym utrapieniem dla pacjentów stosujących insuliny zwierzęce…
Oczywiście medycyna stale dąży do postępu i w aspekcie insulinoterapii potrzebne są preparaty insulin zarówno działające szybciej i krócej a także te działające o wiele dłużej. Takie możliwości dają insuliny o zmodyfikowanej cząsteczce. Ta modyfikacja polega na zastąpieniu wybranych aminokwasów w cząsteczce insuliny ludzkiej innymi. Możliwe to stało się również dzięki modyfikacjom genu insuliny. Takie preparaty nazywamy analogami insuliny ludzkiej. Produkowane są one tak jak insulina ludzka metodami inżynierii genetycznej. W dalszym ściegu dokonuje się postęp w tym zakresie. Dysponujemy już analogami ultra-szybko działającymi dosłownie od momentu wstrzyknięcia, jak i ultradługo działającemu, znacznie ponad dobę. Niedługo dostępna będzie insulina działająca przez cały tydzień. Obecnie uważa się, że pacjentów z cukrzycą typu 1 powinno się leczyć stosując głównie preparaty insulin analogowych.
Dostępność insulin ludzkich oraz jej analogów stwarza dla lekarza i pacjenta możliwość szerokiego wyboru, który ma na celu indywidualizację insulinoterapii. Wszystkie te insuliny są potrzebne, aby zapewnić optymalną skuteczną i bezpieczną terapię insuliną, a co bardzo ważne, dostosowaną do indywidualnych potrzeb i możliwości poszczególnych pacjentów z cukrzycą. Indywidualizacja postępowania to właśnie „słowo klucz” określające insulinoterapię XXI wieku. Sztuka leczenia insuliną dzięki szerokiemu wachlarzowi dostępnych preparatów staje się coraz bardziej skuteczna, bezpieczna i przyjazna osobom z cukrzycą.
prof. dr hab. n. med. Grzegorz Dzida
Uniwersytet Medyczny w Lublinie
Artykuł powstał w ramach cyklu “Insulina – odkrycie, które zmieniło wszystko”
Partnerzy: Novo Nordisk, Zakłady Tarchomińskie “Polfa”, Sanofi
