Prosinec 2020 / Viola Černodrinská

Inzulin slaví sto let. Kde se tenhle zázrak vzal?

Od psí slinivky k lidské DNA. Jak inzulin změnil životy diabetiků i farmaceutický průmysl.

Dneska už se bez něj diabetici 1. typu neobejdou. Hormon s názvem odvozeným z latinského insula („ostrov“) totiž jako jediná účinná látka dokáže snížit hladinu cukru v krvi. Má za sebou dost zajímavou historii i miliony zachráněných životů.

Když v létě roku 1921 kanadský lékař Frederick Banting a jeho student Charles Best podvázali psí slinivku (pankreas) a extrahovali čistý inzulin, ještě netušili, že jejich objev jednou pomůže milionům diabetiků, pro které jejich diagnóza v té době znamenala rozsudek smrti.

Prvními pacienty byli psi

Za svůj úspěch ovšem dvojice musela poděkovat několika dalším vědcům, kteří před nimi odvedli kus práce. Už v roce 1869 student Berlínské univerzity Paul Langerhans poprvé objevil a popsal jisté ostrůvky ve slinivce, později pojmenované podle něj Langerhansovy. Jen pro představu, v dospělém pankreatu jich je roztroušeno kolem jednoho a půl milionu. A právě jejich beta buňky hormon inzulin produkují.

O dvacet let později prováděl německý lékař Oscar Minkowski pokusy na psech, při kterých našel souvislost mezi diabetem a slinivkou. Psovi pankreas vyoperoval a poté pozoroval množství cukru v moči. O inzulinu zatím páru neměl. V roce 1901 však Eugene L. Opie, americký fyzik a patolog, zkoumal slinivky mrtvých pacientů a našel spojení mezi diabetem a Langerhansovými ostrůvky. Pochopil, že inzulin v nich obsažený je potřeba extrahovat, ještě však nevěděl, jak to provést.

O pět let později se berlínskému fyzikovi Georgi L. Zülzerovi podařilo téměř vyléčit psa trpícího diabetem právě tím, že mu podal vlastnoručně vyrobený extrakt ze zvířecího pankreatu. Nedlouho poté se rozhodl, že inzulin zkusí aplikovat do lidského těla. Umírajícímu diabetickému pacientovi aplikoval výtažek z telecích slinivek, který na jeho žádost vyrobila jedna berlínská firma a nazvala ho Acomatrol.

Pacient sice zaznamenal krátké zlepšení, jenže lék měl spoustu vedlejších účinků, na které muž zemřel nedlouho poté, co dostal svou první dávku. Zülzer v hledání vhodného léku na diabetes mellitus pokračoval, ale jeho bádání přerušila první světová válka. Jeho laboratoř byla předána německé armádě.

Za inzulinem do Toronta

Úspěch zaznamenali až Best a Banting, o kterých byla řeč na začátku. Právě Frederick Banting zjistil, že by bylo výhodnější izolovat účinnou látku z pankreatické šťávy, kterou slinivka břišní produkuje a v níž se tvoří enzymy štěpící cukry, tuky a bílkoviny. Rozjel se proto do Toronta za profesorem tamní univerzity Richardem Macleodem, který mu poskytl univerzitní laboratoř. Experiment mohl začít.

Po měsících práce se jim podařilo extrahovat čistý inzulin, který zprvu pojmenovali isletin. Tenhle objev věnovali jako dík za pronájem laboratoře Torontské univerzitě, ta tak mohla pokračovat v jeho výrobě. V roce 1922 se první vzorky inzulinu dostaly k věhlasnému bostonskému diabetologovi Elliottu P. Joslinovi, který je aplikoval čtrnáctiletému chlapci Leonardu Thompsonovi. Ten se stal prvním úspěšně léčeným diabetikem na světě a na rozdíl od pacienta, kterého léčil Zülzer, žil ještě dalších třináct let.


Extrakce inzulinu v roce 1923, americký závod Eli Lilly v Indianapolis. Toto je mletí živočišného materiálu z jatek. Foto: Profimedia

Nová role farmaceutických firem

Na jaře téhož roku poptávka po inzulinu dramaticky stoupla, Torontská univerzita už jej nestíhala vyrábět, a tak předala část své úlohy rodinné firmě Eli Lilly ze státu Indianapolis. Ta zajistila výkup základní suroviny k výrobě inzulinu, hovězích a vepřových břišních slinivek, ze všech jatek na středozápadě USA. Během několika týdnů zahájila průmyslovou výrobu inzulinu pro stovky, později tisíce diabetických pacientů.

Znamenalo to nejen větší dostupnost léku pro diabetiky, ale také to přispělo k zásadní změně v úloze farmaceutických firem. Do té doby fungovaly spíše jako lepší drogisté: vyráběly kapky na kašel, projímadla a masti všeho druhu. Teď měly v rukou masovou produkci léčiv, která měnila lidské životy. Mimochodem – Eli Lilly dnes ve Spojených státech prodá každý rok více než 20 milionů krabiček Prozacu. Ale zpět k inzulinu. V roce 1923 ho začaly vyrábět také evropské firmy, v Německu Hoechst (dnes známá jako Sanofi), v Dánsku firmy Novo a Nordisk (dnes Novo Nordisk).

Krystalky a méně injekcí

Mezitím Banting s Macleodem získali Nobelovu cenu za přínos v oblasti fyziologie a lékařství a inzulin se obohatil zinkem. Americkému farmakologovi a biochemikovi Johnu Jacobu Abelovi se v roce 1926 (v témže roce se inzulin začíná vyrábět také v tehdejším Československu) podařilo vytvořit krystalický inzulin, jehož krystalky se v podkoží rozpouštějí pomaleji, a k léčbě tak stačí dvě až tři injekce denně.

O deset let později už mohou pacienti aplikovat inzulin jen ráno nebo si dávku rozdělit na ranní a večerní. O to se zasloužili dánští vědci H. C. Hagedorn a B. N. Jensen, kteří k inzulinu obohacenému zinkem přidali ještě protamin, polypeptid izolovaný ze spermatu lososovitých ryb. Díky tomu dosáhli delší doby účinku.


Opět továrna na inzulin a opět firma Eli Lilly. Tohle je ovšem skoro o sto let později (2015) a inzulin už se vyrábí synteticky. Továrna ve Fegersheimu, Francie. Foto: Profimedia

Inzulin z E. coli

Stále ještě hovoříme o inzulinu zvířecím, získaném z pankreatu skotu a vepřů. Sice skutečně léčil, ale bylo na něj zaznamenáno bezpočet alergických reakcí, a tak se inzulin začal pomalu, ale jistě získávat také biosynteticky. Takzvaný humánní inzulin se vyrábí izolací bakterie Escherichia coli nebo kvasinky Saccharomyces cerevisiae, do jejichž DNA se vpraví lidský gen. Struktura takhle vyrobeného inzulinu se neliší od toho, který lidské tělo produkuje samovolně.

Málokterý lék má za sebou tak bohatou historii a tak úspěšný vývoj kupředu. Stále ještě existuje mnoho nezodpovězených otázek – jednou z nich je například, kdy se inzulin bude moci podávat jednoduše ve formě tablet. Ale už teď se díky němu diabetikům žije skutečně o mnoho lehčeji.

Mohlo by Vás zajímat:

Už nemusíme brát psům slinivky. Z čeho se inzulin vyrábí dnes a co by mohla přinést blízká budoucnost? Číst dál
Každodenní úkony, plánování a starosti spojené s diabetem 1. typu můžou někdy vést k chronickému stresu. Časem bohužel i k vyhoření. Číst dál