W styczniu 1922 roku wykonano pierwszy zastrzyk z insuliny. Słabo oczyszczony lek podano 13-letniemu chłopcu, wyniszczonemu cukrzycą, będącemu na skraju śpiączki cukrzycowej. Mimo, że w miejscu podana insuliny zrobił się wielki ropień, lek zadziałał, a pacjent w wyniku rozpoczętej insulinoterapii zaczął odzyskiwać siły. Przez ostatnie 100 lat insulina uratowała życie milionom ludzi na całym świecie i nic nie wskazuje na to, by czas jej świetności miał się kończyć.
W diabetologii dzieje się sporo, pojawiają się nowe leki oraz nowe rozwiązania technologiczne, pozwalające na coraz lepsze zarządzenie chorobą. Zmienia się także insulina. Ta, którą stosujemy dzisiaj to zupełni inny lek, niż ten sprzed stu lat, który rozpoczął historię insulinoterapii. Współczesna insulina jest inaczej pozyskiwana, ma inny profil działania, jest skuteczniejsza, bezpieczniejsza, dająca możliwości elastycznego leczenia pacjentów w każdym wieku, zarówno młodszych, z cukrzycą typu 1, jak i starszych, z cukrzycą typu 2.
Dziś to już nie jest jedna insulina, ale wiele jej rodzajów. To, jak obecnie wygląda leczenie cukrzycy typu 1 to zasługa nie tylko samego odkrycia sprzed 100 lat, ale też tego, co następnie z tym odkryciem zrobiono. Bo przez kolejne 100 lat od wynalezienia insuliny nie próżnowano, ale sukcesywnie ten lek udoskonalano.
Insulina odzwierzęca – problem z dostępnością
W pierwszym okresie po odkryciu insuliny hormon ten pozyskiwano z trzustek świń i krów. A to generowało dwa poważne problemy. Po pierwsze, niektórzy pacjenci źle reagowali na zwierzęcą insulinę, bo pod względem budowy chemicznej nie jest ona identyczna z tą wytwarzaną przez człowieka. Po drugie, jej pobieranie ze zwierzęcych organów było pracochłonne i kosztowne. Żeby otrzymać kilogram insuliny, potrzeba było ponad 7 ton świńskich lub bydlęcych trzustek. Dlatego z czasem zaczęły pojawiać się problemy z dostępnością trzustek zwierząt, co groziło ograniczeniem dostaw leku do aptek.
Insulina ludzka – sukces wypracowany w laboratorium
Pojawienie się narzędzi inżynierii genetycznej dawało nadzieję na radykalną zmianę tej sytuacji. Postanowiła je wykorzystać niewielka amerykańska firma biotechnologiczna Genentech współpracująca z dwiema placówkami naukowymi. Jej pomysł był następujący: zmusić do produkcji ludzkiej insuliny bakterie, kopiując do ich DNA gen człowieka odpowiedzialny za wytwarzanie hormonu w komórkach trzustki. Tak zmodyfikowane drobnoustroje należało następnie namnażać w kadziach fermentacyjnych (podobnych do tych, w których powstaje m.in. piwo) i pozyskiwać z nich, w procesie oczyszczania, insulinę. Oczywiście przeprowadzenie takich zmian genetycznych było proste tylko w teorii, ale eksperymenty zakończyły się sukcesem już w 1978 r Osiągnięcie Genentech zostało szybko dostrzeżone przez koncern farmaceutyczny Eli Lilly, który zakupił technologię wytwarzania ludzkiej insuliny i zajął się dalszymi badaniami klinicznymi oraz kosztowną procedurą dopuszczenia leku do aptek.
Dzisiaj dla pacjentów dostępna jest rekombinowana insulina ludzka, która jest pierwszym w historii światowej medycyny lekiem stworzonym metodami inżynierii genetycznej zatwierdzonym do stosowania u ludzi w 1982 r. Do jej produkcji wykorzystuje się Escherichia coli, czyli pałeczki okrężnicy. Komórkom bakterii wstrzykuje się plazmid, czyli wyhodowaną w laboratorium cząsteczkę pozachromosomowego DNA, które potrafi kodować gen ludzkiej insuliny. Tak zmodyfikowane bakterie syntetyzują insulinę. Potem oczyszcza się ją i wykorzystuje do produkcji leku. Pojawienie się na rynku insuliny ludzkiej, która choć wytworzona w laboratorium jest pod względem budowy identyczna z tą produkowaną przez trzustkę rozwiązało dwa problemy pierwszych lat insulinoterapii. Po pierwsze leczenie cukrzycy przestało być uzależnione od trzustek zwierzęcych, po drugie zniknął problem odczynów alergicznych na insulinę odzwierzęcą. Insulina ludzka jest obecnie w Polsce powszechnie stosowana w insulinoterapii osób z cukrzycą typu 2.
Idea analogów insulin
Insulina ludzka to nie koniec prac nad udoskonalaniem tego leku. Bo choć uzyskano hormon identyczny z tym wytwarzanym przez zdrową trzustkę, to ze względu na zewnętrzny sposób jego podawania (do tkanki podskórnej) nie działał on równie skutecznie jak insulina wydzielana endogennie. Stąd dalsze modyfikacje i stworzenie analogów insuliny ludzkiej. Analogi insuliny to preparaty insuliny ludzkiej zmodyfikowane metodą inżynierii genetycznej. Dzięki zmianom w budowie insuliny (dodanie nowych aminokwasów do łańcucha insuliny lub zamianę miejscami aminokwasów występujących w tym łańcuchu) uzyskuje się inny w porównaniu do insuliny ludzkiej profil działania preparatu.
Insuliny analogowe szybko działające rozpoczynają swoje działanie szybciej i czas ich aktywności jest krótszy w porównaniu z insuliną ludzką. Z kolei analogi długo działające działają znacznie dłużej niż insulina NPH (do 20–24 godzin) oraz mają tzw. płaski profil, czyli przez cały czas swojej aktywności działają z podobną mocą. Wprowadzenie do terapii cukrzycy insulin analogowych spowodowało, że leczenie pacjentów stało się bardziej elastyczne i dostosowane do indywidualnych potrzeb.
To, co dzisiaj wiemy o insulinie to zasługa lat badań wielu naukowców nad coraz lepszym poznaniem tego leku. Badanie te trzykrotnie zostały uhonorowane Nagrodą Nobla. Podkreśla to miejsce insuliny w historii medycyny.
• 1923 r. – Frederick Banting i John Macleod – za odkrycie insuliny
• 1958 r. – Frederic Sanger – za ustalenie sekwencji aminokwasów insuliny
• 1969 r. – Dorothy Crowfoot Hodgkin – za ustalenie budowy przestrzennej insuliny
Małgorzata Marszałek
Artykuł powstał w ramach cyklu “Insulina – odkrycie, które zmieniło wszystko”
Partnerzy: Novo Nordisk, Zakłady Tarchomińskie “Polfa”, Sanofi
