Frederick Banting, Charles Best, James Collip ja John Macleod

Frederick Banting ja Charles Best löysivät 1920-luvun alussa John Macleodin johdolla Toronton yliopistossa insuliinin. James Collipin avulla insuliini puhdistettiin, jolloin sitä voitiin käyttää diabeteksen menestyksekkääseen hoitoon. Banting ja Macleod saivat Nobelin palkinnon työstään vuonna 1923.

1900-luvun vaihteessa tiukka vähäkalorinen ja hiilihydraatiton ruokavalio oli ainoa tehokas diabeteksen hoito. Tällä menetelmällä, jossa ruoan saanti oli joskus vain 500 kaloria päivässä, oli kuitenkin seurauksensa, sillä diabeteksen kaltainen hidas nälkiintyminen vei potilailta voimat ja energian ja jätti heidät puoli-invalideiksi. Ruokavaliohoito vaati potilaalta myös kohtuuttoman paljon tahdonvoimaa, ja vain harvat pystyivät ylläpitämään vähäkalorista ruokavaliota pitkällä aikavälillä. Vuonna 1921 Toronton yliopiston tutkijat aloittivat koesarjan, joka lopulta johti insuliinin – hiilihydraattien aineenvaihdunnan kannalta välttämättömän haimahormonin – eristämiseen ja kaupalliseen tuotantoon sekä diabeteksen menestyksekkääseen hoitoon.

Näyttämön asettaminen insuliinin löytämiselle

Haiman erityksen ja diabeteksen välisen yhteyden osoitti ensimmäisen kerran vuonna 1889 kaksi saksalaista Strasbourgin yliopistossa työskentelevää fysiologia, Oskar Minkowski ja Joseph von Mering. Tutkiessaan haiman eritteiden vaikutusta rasva-aineenvaihduntaan he tekivät laboratoriokoiralle täydellisen haimanpoiston vain havaitakseen, että eläimelle kehittyi diabeteksesta erottamaton sairaus. Kaksikymmentä vuotta aiemmin saksalainen lääketieteen opiskelija Paul Langerhans oli havainnut haimassa kaksi solujärjestelmää: acini, joiden hän tiesi tuottavan haiman ruoansulatuseritteitä, ja toinen järjestelmä, jonka toimintaa hän ei tuntenut. Langerhansin mielestä nämä solut näyttivät pieniltä soluryhmittymiltä eli saarekkeilta, jotka leijuivat acinien välissä. Vuonna 1901 Eugene Opie, yhdysvaltalainen patologi Johns Hopkinsin yliopistossa, teki yhteyden näiden Langerhansin saarekkeiksi nimettyjen solujen rappeutumisen ja diabeteksen puhkeamisen välille. Näiden ja monien muiden tutkijoiden kokeellisilla ponnisteluilla luotiin edellytykset insuliinin – Langerhansin saarekkeiden hormonaalisen diabeteksen vastaisen erittymisen – löytämiselle 1900-luvun ensimmäisinä vuosikymmeninä.

Frederick Banting

Vuonna 1920 Frederick Grant Banting (1891-1941) oli kirurgi, jolla oli takkuileva praktiikka Lontoossa, Ontariossa, Kanadassa. Ontarion Allistonista kotoisin olevien metodististen maanviljelijöiden nuorin poika Banting oli vähällä päästä metodistipappisvirkaan, mutta päätti viime hetkellä, että hänen kutsumuksensa oli lääketieteessä. Ensimmäinen maailmansota lyhensi hänen viisivuotista lääketieteen opintokokonaisuuttaan Toronton yliopistossa: hänen luokkansa suoritti koko viidennen vuosikurssinsa kesällä 1916 ja lähti hätäisesti tutkinnon saatuaan sotaan. Banting palveli pataljoonan lääkintäupseerina Kanadan armeijan lääkintäjoukoissa; hän palasi Torontoon vuonna 1919 haavoituttuaan käsivarteen sirpaleesta. Hän kouluttautui kirurgiksi Toronton Sick Children -sairaalassa ja päätti sitten avata pienen kirurgin vastaanoton Lontoossa, Ontariossa. Valitettavasti hänen tulonsa olivat niukat, ja hän joutui ottamaan vastaan työpaikan paikallisen lääketieteellisen koulun opettajana. Tässä ominaisuudessa Banting valmisteli luentoa haiman toiminnasta 30. lokakuuta 1920. Hän pysähtyi lääketieteellisen koulun kirjastoon, josta hän haki viimeisimmän Surgery, Gynecology and Obstetrics -lehden numeron ja luki artikkelin, jonka otsikkona oli ”The Relation of the Islets of Langerhans to Diabetes, with Special Reference to Cases of Pancreatic Lithiasis.”

Banting Approaches John Macleod

Pohdiskellessaan artikkelin luettuaan haiman eritteitä Banting kirjasi muistiin idean alustavasta kokeesta, jolla voitaisiin tutkia tarkemmin haiman eritteiden ja diabeteksen välistä yhteyttä. Marraskuun 7. päivänä Banting toi ideansa kollegansa neuvosta John James Rickard Macleodin (1876-1935) tietoon, joka oli skotlantilainen fysiologi ja hiilihydraattiaineenvaihdunnan asiantuntija hänen alma materissaan, Toronton yliopistossa.

Papin poika Macleod sai lääketieteellisen koulutuksen Aberdeenin yliopistossa ja biokemiallisen koulutuksen Leipzigin yliopistossa. Vuonna 1903 Macleod muutti Yhdysvaltoihin ja aloitti fysiologian professorina Western Reserve Universityssä (nykyisin Case Western Reserve University) Clevelandissa, Ohiossa. Oltuaan 15 vuotta Westernissä Macleod otti vastaan professuurin Toronton yliopistossa, jossa hän tutki hengitystä.

Aiemmin urallaan Macleod oli julkaissut sarjan artikkeleita glykosuriasta eli sokerin esiintymisestä virtsassa (yleinen merkki diabeteksesta). Aihetta koskevaan kirjallisuuteen perehtyneenä tiedemiehenä hän ei ollut vaikuttunut Bantingin tietämyksen laajuudesta diabeteksesta ja haimasta ja suhtautui epäilevästi Bantingin ajatuksen järkevyyteen. Macleod päätti kuitenkin antaa Bantingille laboratoriotilan, assistentin ja joitakin laboratoriokoiria kahdeksi kuukaudeksi lukuvuoden lopussa.

Kokeet alkavat

Banting ja hänen assistenttinsa Charles Herbert Best (1899-1978) aloittivat kokeensa toukokuussa 1921. Best, kanadalaisten vanhempien amerikkalainen poika, oli juuri suorittanut fysiologian ja biokemian kandidaatin tutkinnon Toronton yliopistossa ja hänet oli palkattu tutkimusavustajaksi Macleodille, hänen entiselle opettajalleen. Macleod osoitti hänet Bantingille, ja 29-vuotias kirurgi ja 22-vuotias assistentti aloittivat yhteisen työnsä.

Yhdistelmä ajoitusta ja hyvää tuuria mahdollisti sen, että torontolaiset tutkijat ilmoittivat ensimmäisenä insuliinin löytämisestä. Saksassa ja Unkarissa tutkijat olivat olleet hyvin lähellä puhtaan insuliinin löytämistä, mutta rahoituksen puute ja ensimmäisen maailmansodan tuhot pysäyttivät heidän edistymisensä. Aikaisempien tutkijoiden jalanjälkiä seuraten Banting ja Best alkoivat tutkia diabetesta kokeellisella yhdistelmällä, jossa käytettiin kanavien ligointia eli haimakanavan sitomista ohutsuoleen sekä haiman poistoleikkauksia eli haiman täydellistä kirurgista poistamista. Kanavien sitominen surkastutti ruoansulatuseritteitä tuottavat acini-solut, jolloin jäljelle jäivät vain Langerhansin saarekkeiden solut. Havaittiin, että kanavanligatoiduille koirille ei kehittynyt diabetesta. Haimanpoisto oli menetelmä diabeteksen aikaansaamiseksi: kun kaikki haimakudos poistettiin, koekoirilla ilmeni välittömästi glykosurian merkkejä.

Bantingin 30. lokakuuta esittämä ajatus sisälsi koiran haimakanavien ligoimisen ja niiden eritteiden, joita tuotettiin acini-solujen surkastumisen jälkeen, erottamisen ja eristämisen. Hän ja Best aloittivat tämän kokeen, mutta huomasivat, että oli vaikea pitää elossa kanavien ligatoivia, haimatonta koiraa niin kauan, että kokeita voitiin tehdä. Monien takaiskujen ja epäonnistumisten sävyttämän kesän jälkeen ryhmä kuitenkin ilmoitti syksyllä, että se pystyi pitämään vaikeasti diabeettisen koiran hengissä ruiskuttamalla kanavasta leikatusta haimasta valmistettua uutetta, joka oli Macleodin ohjeiden mukaisesti valmistettu suolaliuoksessa. Hämmästyttävää kyllä, tämä uute alensi dramaattisesti diabeettisen koekoiran verensokeriarvoja.

Tulokset esitellään ja jännitteet alkavat

Macleod, Banting ja Best esittelivät tuloksensa 30. joulukuuta 1921 amerikkalaisen fysiologisen seuran konferenssissa Yalen yliopistossa. Hermostuneisuudesta ja kokemattomuudesta johtuen Banting piti esitelmän huonosti, ja yleisö suhtautui esiteltyihin tuloksiin erittäin kriittisesti. Istunnon puheenjohtajana Macleod osallistui keskusteluun ja yritti pelastaa Bantingin halventavilta kommenteilta. Tämän fiaskon jälkeen Banting tuli vakuuttuneeksi siitä, että Macleod oli tullut väliin varastamaan kunnian häneltä ja Bestiltä, ja heidän väliset suhteensa alkoivat huonontua.

Insuliinin puhdistaminen ja ensimmäiset ihmiskokeet

Vuoden 1921 lopulla Macleod kutsui Toronton yliopiston fysiologian laitoksella työskentelevän biokemisti James Bertram Collipin (1892-1965) auttamaan Bantingia ja Bestiä uutteen puhdistamisessa. Collip, joka oli myös valmistunut Toronton yliopistosta, oli sapattivapaalla Albertan yliopistosta ja oli palannut apurahan turvin alma materiinsa. Kokeiden vauhdin kiihtyessä Banting ja Best tarvitsivat suuria määriä uutettaan, ja Collip ryhtyi puhdistamaan uutetta kliinisiä ihmiskokeita varten.

Ensimmäiset kliiniset kokeet ihmispotilaalla tehtiin vakavasti diabeetikon 14-vuotiaalle pojalle. Vaikka uutteen pistoksilla ei ollut läpimurtoisen suotuisia vaikutuksia, Toronton ryhmä jatkoi kokeita. Vähän myöhemmin Collip teki läpimurron uutteen puhdistamisessa käyttämällä hieman yli 90-prosenttista alkoholia aktiivisen ainesosan (insuliinin) saostamiseksi pois. Samaan aikaan neljän tutkijan välille syntyi kuitenkin henkilökohtaisia jännitteitä, sillä Banting oli yhä katkerampi Macleodia kohtaan ja asetti itsensä ja Bestin Collipia vastaan kilpailussa uutteen puhdistamisesta. Tammikuun lopussa Collip tuli Bantingin ja Bestin laboratorioon ja ilmoitti näille kahdelle, että vaikka hän oli keksinyt menetelmän puhtaan uutteen tuottamiseksi, hän jakaisi sen vain Macleodin kanssa. Vain Bestin nopea pidättyvyys esti Bantingia hyökkäämästä Collipin kimppuun. Insuliinin tulevaisuuden kannalta onneksi muutamaa päivää myöhemmin tehty epämiellyttävä sopimus antoi heille mahdollisuuden jatkaa yhteistyötä. Toukokuun 3. päivänä 1922 Macleod ilmoitti ryhmänsä edustajana kansainväliselle lääketieteelliselle yhteisölle Amerikan lääkärien yhdistyksen kokouksessa, että he olivat löytäneet ”insuliinin” – diabeteslääkkeen.

Nobel-palkinto

Banting ja Macleod saivat vuonna 1923 Nobelin fysiologian tai lääketieteen palkinnon insuliinin löytämisestä. Se, että Nobel-komitea valitsi palkinnon saajiksi vain Bantingin ja Macleodin, aiheutti lisää vihamielisyyttä. Banting, joka oli raivoissaan siitä, että Macleod valittiin jakamaan palkinto hänen kanssaan, ilmoitti välittömästi, että hän jakaisi voittonsa Bestin kanssa. Macleod, ehkä reaktiona Bantingin eleeseen, ilmoitti, että hänkin jakaisi palkintonsa Collipin kanssa. Vuoden 1923 loppuun mennessä insuliinia oli valmistettu kaupallisesti vuoden ajan Eli Lilly and Companyn laboratorioissa Indianapolisissa. Insuliinipistoksia saaneet diabetespotilaat toipuivat koomasta, jatkoivat hiilihydraattien syömistä (kohtuullisesti) ja tajusivat, että he olivat saaneet uutta puhtia elämäänsä.

Tämän elämäkerran sisältämät tiedot päivitettiin viimeksi 1.12.2017.

TallennaTallenna