Наукас
15 квітня виповнилося 90 років із продажу першого інсуліну. Крім того, цього 2013 року також виповнюється 60 років з часу комерціалізації першого "повільний інсулін”, Що дозволило поліпшити якість життя діабетиків. Однак історія інсуліну забезпечує набагато більше, ніж ці дві основні віхи.
Цукровий діабет - це метаболічне захворювання, яке є однією з основних причин смерті в розвинених країнах. У здорових людей інсулін - це гормон, який синтезується в підшлунковій залозі, функція якої полягає в активації всмоктування глюкози та амінокислот після їжі. Однак у хворих на цукровий діабет ця функція змінюється або через дефект синтезу інсуліну (тип I або неповнолітній), або через недостатню реакцію клітин на інсулін (тип II або дорослі). Діабетики характеризуються підтримкою високої концентрації глюкози в крові, що може мати жахливі наслідки, якщо їх не лікувати, наприклад, сліпоту, гангрену або, зрештою, смерть. Діабет відомий близько 2000 років.
У "Декамероні Бокаччо" описано перше використання біосенсора для діагностики цієї хвороби, зокрема в одній з історій лікар висмоктує сечу красивої молодої жінки. Наявність глюкози в сечі і, отже, солодкий смак, є свідченням нездужання. До 1923 року єдиним способом лікування діабетиків був контроль дієти, щоб піки глюкози в крові були якомога більш плавними, поки в 1921 році канадці Ф.Г. Бантінг і Ч.Х. Найкраще вдалося виділити інсулін із підшлункової залози тварин. Клінічні випробування були проведені в 1922 році, а наступного року Елі Ліллі випустила перший комерційний інсулін під назвою «Ілетін».
Бант і найкращий. Ми вшановуємо 90 років з дня випуску інсуліну, який вони виділили (спільнота Вікіпедії).
У Європі німецька фабрика фарб Hoechst першою випустила його лише через рік під керівництвом Оскара Мінковського, який у 1889 р. Виявив зв'язок між підшлунковою залозою та діабетом. Однак тваринний інсулін представляв кілька проблем. Для початку, його висока ціна. Для задоволення річних потреб діабетику потрібна підшлункова залоза приблизно 50 свиней.
На піку виробництва Хохтс переробляв 11 тонн свинячої підшлункової залози від понад 100 000 тварин щодня, тому лікування було доступне лише деяким. Німецька компанія відповідала за виділення кристалізованого гормону, а в 1953 році - за інсулін повільної дії.
Потрібно враховувати, що інсулін - це пептидний гормон, зі складною структурою, який був визначений Фредом Сангером. Ця структура складається з 51 амінокислоти, розподіленої у двох ланцюгах, пов’язаних між собою двома зв’язками дисульфідного типу між амінокислотами цистеїном. Свинячий інсулін відрізняється на одну амінокислоту від людського та бичачий інсулін на три. Цієї невеликої різниці достатньо для того, щоб у деяких пацієнтів з’явилася алергія і їм довелося відмовитись від лікування. Щоб вирішити цю проблему, у 1980 р. Хохсту, застосувавши хімічний процес, що називається транспептидизацією, вдалося замінити різні амінокислоти в свинячому інсуліні (аланін) амінокислотою людської послідовності (треонін). І все ж інсулін все ще був дуже дорогим.
У 1973 р. Коен і Бойер створили першу трансгенну бактерію, здатну експресувати чужорідний ген. Здавалося, все вказує на те, що цю техніку можна використовувати для виробництва білків або пептидів, що представляють медичний інтерес. Це вимагало виявлення гена, що кодує інсулін в геномі людини, чого досягли В. Гілберт та Лідія Вілла-Комаров у 1977 р. Однак проблему все-таки потрібно було вирішити. Інсулін виробляється з єдиного ланцюга, який розрізається в різних місцях і стає двома ланцюжками, пов’язаними дисульфідними зв’язками. Бактерії або дріжджі здатні синтезувати попередник, але не переробляти його, тому результат був явно марним.
Інсулін, 90 років, які рятують життя - образ Agencia SINC
На щастя, не завжди потрібно робити такі речі, як природа. Вибраним рішенням було синтезувати два ланцюги окремо та з'єднати їх хімічними методами. Першими це зробили в 1977 році Ріггс, Ітаура та Боєр. Перше клінічне випробування було проведено на 17 добровольцях у липні 1980 року в лікарні Гая в Лондоні, а комерціалізація була проведена Еллі Ліллі в консорціумі з Boyer і Genetech в 1982 році під торговою назвою Humulin. Перевага генної інженерії полягає в тому, що ми не просто копіюємо, це можна вдосконалити. Залежно від потреб пацієнта важливо, щоб ефект інсуліну був негайним (наприклад, під час гіперглікемічного шоку) або стійким з часом. Ми знаємо, що інсулін зберігається, утворюючи гексамер (3 молекули інсуліну, шість ланцюгів), і що за цих умов він неактивний. Активний лише як мономер (одинична молекула інсуліну, два ланцюги).
У 1996 році був вироблений Humalog - версія інсуліну, яка, змінюючи положення двох амінокислот, збільшувала швидкість ефекту. З іншого боку, подовжуючи одну з ланцюгів двома амінокислотами та замінюючи аргінін гліцином, вироблявся гларгін, який продавався під торговою маркою Lantus. Ця версія мала особливість стабілізувати форму гексамерики, тому вона була погано розчинною, що призвело до того, що її ефект тривав протягом дня, а не відразу.
В даний час увесь інсулін, який є на ринку, синтезується методами генної інженерії, що дозволяє йому більше не бути засобом лікування для кількох, але в межах досяжності більшості людей, ще один приклад того, як інвестиції в технологію, генна інженерія завжди досягає успіхів, які приносять користь усім.