Prosinec 2020 / Jan Strmiska

Z čeho se vyrábí inzulin. Vnitřnosti nahradily bakterie, další může být tabák i salát

Už nemusíme brát psům slinivky. Z čeho se inzulin vyrábí dnes a co by mohla přinést blízká budoucnost?

Na začátek jen krátké opakování základních znalostí, to kvůli souvislostem. Inzulin je hormon, který snižuje koncentraci cukru v krvi a vytváří se v beta buňkách Langerhansových ostrůvků. To je útvar v naší slinivce (neboli pankreatu). Slinivka je především součást trávicího traktu. Vyrábí enzymy, které štěpí cukry, tuky, bílkoviny. To je její hlavní funkce. Buňky, které produkují hormony jako inzulin, zabírají jen jedno a půl procenta objemu pankreatu! Takže celý problém s cukrovkou je velký asi jako fazole.

Takže se potřebuju zbavit cukru v krvi?

Cukr v krvi potřebujeme. Je to způsob distribuce energie. Jen se jeho hladina musí pečlivě regulovat, právě například pomocí hormonů. Inzulin ji snižuje, hormon glukagon zase zvyšuje (a pak tam fungují další autoregulační a nervové mechanismy). Dnes už víme, že inzulin je doslova jediná účinná látka, která glykémii umí snížit. Jen je potřeba ho získat. Jak se to dělalo dřív a jak se to dělá dnes?

Začalo to v Kanadě

Inzulin lidé poprvé získali tak, jako dosud začínala většina léků: z přírody. V tomto případě ne tradiční extrakcí z rostlin, ale ze zvířat. Objevitel účinků inzulinu, kanadský lékař Frederick Banting, ho v roce 1921 extrahoval ze slinivky krav. Výsledky úspěšně otestoval na psech, kterým byl předtím uměle vyvolán diabetes. Dnes by to už asi neprošlo a možná bychom žádný lék ani neměli.

Ostatně s kolegou Charlesem Bestem pracovali ve školní laboratoři, ve které i spali, živili se vajíčky a klobásami ohřívanými na Bunsenově hořáku. Starou fordkou honili psy po chudinských čtvrtích Toronta a za dolar je kupovali od majitelů. Prostě vědecký punk. Na druhou stranu, svět byl tehdy i rychlejší než ten náš. Banting za tento objev skoro okamžitě dostal nobelovku a za dva roky od objevu to šlo do výroby.

Jenže výsledný inzulin ještě nebyl dost čistý. Což je dodnes problém inzulinu získávaného ze zvířat. K Bantingovu týmu se ale brzy přidal biochemik J. B. Collip, který se zasloužil o to, že se hormon podařilo vyčistit natolik, aby se dal podávat i lidem. A opět úspěšně. To všechno byly ale zatím školní laboratorní podmínky ruční práce.

Nastal čas to vylepšit

Vypadalo to, že inzulin má velký potenciál. Výrobu vědci přenechali Torontské univerzitě, ale ani ta už ho pak nestíhala vyrábět, takže se výroby ujala firma Eli Lilly. Hormon se jí povedlo ještě lépe vyčistit. Když se podíváte na fotky, které vypadají, jako kdyby se tam točil Císařův pekař, říkáte si, že je to neuvěřitelné. Z Eli Lilly je však dnes obří a úspěšná farmakologická korporace, výrobce inzulinu. Jen to už nedělají v kádích „od těsta“.


Továrna farmaceutické společnosti Eli Lilly, Indianapolis, 1923. Pán s motýlkem nepřipravuje tatarák, ale pracuje na první fázi výroby inzulinu – mletí slinivek získaných z jatek. Foto: Profimedia

A dnes se snad humánní inzulin dělá z lidí!?

Naštěstí ne, i když to tak zní. Až do osmdesátých let minulého století byly všechny typy inzulinu připravovány izolací z hovězích nebo vepřových slinivek. Pořád to ale nebylo to pravé. Lidský inzulin se totiž od toho nejčistšího prasečího liší v jedné z jednapadesáti aminokyselin. A citliví pacienti na to reagují.

Zlom nastal, když v roce 1973 Herbert W. Boyer a Stanley N. Cohen zveřejnili úspěšný přenos živočišného genu do bakterie Escherichia coli (ano, to je ta bakterie, která symbolizuje průjem). Firma Eli Lilly neváhala a vyhlásila soutěž o to, kdo inzulin připraví metodou genetického inženýrství. A pár let potom to vědci dokázali. Výsledný inzulin má trochu zavádějící označení „humánní“, protože je geneticky stejný jako náš lidský. Ale už víme, že se nedělá z lidí, ale z bakterií. Správně by se měl jmenovat spíš biosyntetický.

Pořád to není dokonalé

Výsledný průmyslový inzulin je sice dnes už dost fajn, ale opět je tu problém s čištěním. Tentokrát se musí vyčistit od bakterií. Umíme to sice, ale je to velice drahé. Proto se hledají další cesty.

Vědci se v posledních letech zaměřují na použití transgenních, tedy geneticky modifikovaných rostlin. V roce 2004 se to i poprvé podařilo. Lidský inzulin připravila firma SemBioSys ze světlice barvířské (Carthamus tinctorius). Do rostliny vložili gen řídící syntézu proinzulinu. Ten se pak vytvářel v semenech. Po izolaci se enzymaticky měnil na inzulin. Jenže od té doby zprávy o těchto pokusech jaksi ustaly...


Světlice barvířská by v budoucnu mohla pomoci inzulin zlevnit. Foto: Pixabay

A co to přímo polykat?

Probíhají pokusy i s geneticky modifikovaným tabákem. Výhodou je, že se z tabákových listů inzulin neizoluje, ale jejich buněčná struktura ho dokáže ochránit před prostředím žaludku. Sníte listy a teprve ve střevě se začnou postupně vstřebávat.

Stejně se už před deseti lety začalo pracovat i s modifikovanými listy hlávkového salátu. Celá tato rostlinná frakce má ale zatím do praxe velmi daleko. A i Američané s pomocí hlávkového salátu plánují spíš řešit zlomeniny kostí a stimulovat kostní hmotu než kompenzovat cukrovku. Nejnovější zprávy jsou ale letošní – to je povzbudivé. Zajímavé je, že i když geneticky modifikované potraviny jsou v Evropě zakázané, GMO kosmetika ani léčiva ne. Takže lidský inzulin a řada dalších „léčivých“ hormonů vznikají zcela legálně, jsou bezpečné a je to posvěceno i vědci.

A nejde to ještě geneticky vylepšit?

Ano, může to být lepší než originál. Jde o takzvané analogy inzulinu. Tedy ne stejné, jako je ten lidský, ale ještě dále geneticky modifikované, a tím prý i vylepšené. Ty jsou ještě syntetičtější. Pomocí genových modifikací dokážeme vytvořit takový inzulin, který má třeba zpomalený účinek. Je to tedy méně agresivní, ale dlouhodoběji působící. Nemá to nástup, jako když si dáte panáka sedmdesátiprocentního alkoholu (normální inzulin), ale jako když jen popíjíte pivo a udržujete hladinku. Naopak ale existují i superrychlé inzuliny. Základ výroby všech těchto syntetických ale stále tvoří bakterie.

Mohlo by Vás zajímat:

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

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