Au début des années 1920, Frederick Banting et Charles Best découvrent l’insuline sous la direction de John Macleod à l’université de Toronto. Avec l’aide de James Collip, l’insuline a été purifiée, ce qui l’a rendue disponible pour le traitement efficace du diabète. Banting et Macleod ont obtenu un prix Nobel pour leurs travaux en 1923.
Au début du 20e siècle, un régime strict hypocalorique et sans glucides était le seul traitement efficace du diabète. Mais cette méthode, dont l’apport alimentaire ne dépassait parfois pas 500 calories par jour, avait ses conséquences, car la famine lente, comme le diabète, vidait les patients de leurs forces et de leur énergie, les laissant semi-invalides. Le traitement diététique exigeait également une volonté démesurée de la part du patient, dont très peu étaient capables de maintenir des régimes hypocaloriques sur le long terme. En 1921, des chercheurs de l’Université de Toronto ont commencé une série d’expériences qui allaient finalement conduire à l’isolement et à la production commerciale de l’insuline – une hormone pancréatique essentielle au métabolisme des glucides – et au traitement réussi du diabète.
Préparation du terrain pour la découverte de l’insuline
Le lien entre les sécrétions pancréatiques et le diabète a été mis en évidence pour la première fois en 1889 par deux physiologistes allemands de l’Université de Strasbourg, Oskar Minkowski et Joseph von Mering. Alors qu’ils étudiaient l’effet des sécrétions pancréatiques sur le métabolisme des graisses, ils ont pratiqué une pancréatectomie complète sur un chien de laboratoire, pour découvrir que l’animal développait une maladie indiscernable du diabète. Vingt ans plus tôt, un étudiant en médecine allemand, Paul Langerhans, avait découvert deux systèmes de cellules dans le pancréas : les acini, dont il savait qu’ils produisaient les sécrétions digestives du pancréas, et un autre système dont la fonction lui était inconnue. Pour Langerhans, ces cellules ressemblaient à de petits groupes de cellules, ou îles, flottant parmi les acini. En 1901, Eugene Opie, un pathologiste américain de l’université Johns Hopkins, a établi un lien entre la dégénérescence de ces cellules, qui ont été baptisées « îlots de Langerhans », et l’apparition du diabète. Grâce aux efforts expérimentaux de ces chercheurs et de nombreux autres, le terrain était préparé pour la découverte de l’insuline – la sécrétion hormonale antidiabétique des îlots de Langerhans – dans les premières décennies du 20e siècle.
Frederick Banting
En 1920, Frederick Grant Banting (1891-1941) était chirurgien dans un cabinet vacillant à London, Ontario, Canada. Fils cadet de fermiers méthodistes d’Alliston (Ontario), Banting a failli entrer dans le ministère méthodiste mais a décidé au dernier moment que sa vocation était la médecine. La Première Guerre mondiale a écourté son cours de médecine de cinq ans à l’Université de Toronto : sa classe a fait toute sa cinquième année pendant l’été 1916 et, après avoir reçu leurs diplômes à la hâte, est partie à la guerre. Banting a servi comme médecin de bataillon dans le Corps médical de l’armée canadienne ; il est revenu à Toronto en 1919 après avoir été blessé au bras par un éclat d’obus. Il suit une formation de chirurgien à l’Hospital of Sick Children de Toronto, puis décide d’ouvrir un petit cabinet de chirurgie à London, en Ontario. Malheureusement, les revenus de son cabinet sont maigres, ce qui le contraint à accepter un poste de démonstrateur à l’école de médecine locale. C’est à ce titre que Banting préparait une conférence sur la fonction du pancréas le 30 octobre 1920. Il s’arrêta à la bibliothèque de l’école de médecine, où il prit le dernier numéro de Surgery, Gynecology and Obstetrics, et lut un article intitulé « The Relation of the Islets of Langerhans to Diabetes, with Special Reference to Cases of Pancreatic Lithiasis. »
Banting Approaches John Macleod
Alors qu’il réfléchissait aux sécrétions pancréatiques après avoir lu l’article, Banting nota une idée d’expérience préliminaire pour approfondir la relation entre les sécrétions pancréatiques et le diabète. Le 7 novembre, suivant les conseils d’un collègue, Banting porte son idée à l’attention de John James Rickard Macleod (1876-1935), physiologiste écossais et expert du métabolisme des glucides à son alma mater, l’Université de Toronto.
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John Macleod en 1923.
C. H. Best Papers, Thomas Fisher Rare Book Library, Université de Toronto
Macleod, fils de pasteur, a reçu sa formation médicale à l’Université d’Aberdeen et sa formation biochimique à l’Université de Leipzig. En 1903, Macleod a émigré aux États-Unis pour prendre un poste de professeur de physiologie à la Western Reserve University (aujourd’hui Case Western Reserve University) à Cleveland, dans l’Ohio. Après 15 ans à Western, Macleod a accepté un poste de professeur à l’Université de Toronto, où il a mené des recherches sur la respiration.
Au début de sa carrière, Macleod avait publié une série d’articles sur la glycosurie, ou la présence de sucre dans l’urine (une indication courante du diabète). En tant que scientifique familier de la littérature sur le sujet, il n’était pas impressionné par l’étendue des connaissances de Banting sur le diabète et le pancréas et était sceptique quant au bien-fondé de l’idée de Banting. Cependant, Macleod a décidé de lui donner un espace de laboratoire, un assistant et quelques chiens de laboratoire pendant deux mois à la fin de l’année universitaire.
Les expériences commencent
Banting et son assistant, Charles Herbert Best (1899-1978), ont commencé leurs expériences en mai 1921. Best, fils américain de parents canadiens, venait de terminer sa licence en physiologie et biochimie à l’université de Toronto et avait été engagé comme assistant de recherche auprès de Macleod, son ancien professeur. Macleod l’a assigné à Banting, et le chirurgien de 29 ans et l’assistant de 22 ans ont commencé leur travail ensemble.
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Frederick Banting et Charles Best sur le toit du bâtiment médical de l’Université de Toronto en 1922. Les chiens ont été utilisés comme sujets expérimentaux dans les tests d’insuline.
F. G. Banting Papers, Thomas Fisher Rare Book Library, Université de Toronto
Une combinaison de timing et de chance a permis aux chercheurs de Toronto d’être les premiers à annoncer la découverte de l’insuline. Des scientifiques allemands et hongrois avaient été à deux doigts de trouver de l’insuline pure, mais le manque de financement et les ravages de la Première Guerre mondiale avaient stoppé leurs progrès. Suivant les traces des chercheurs précédents, Banting et Best ont commencé à étudier le diabète en combinant, à titre expérimental, la ligature des canaux, qui consistait à relier le canal pancréatique à l’intestin grêle, et les pancréatectomies, c’est-à-dire l’ablation chirurgicale complète du pancréas. La ligature du canal a servi à atrophier les cellules acini qui produisaient les sécrétions digestives, ne laissant derrière elles que les cellules des îlots de Langerhans. On a découvert que les chiens ayant subi une ligature du canal ne développaient pas de diabète. La pancréatectomie était la méthode pour induire le diabète : lorsque tout le tissu pancréatique était enlevé, les chiens expérimentaux montraient immédiatement des signes de glycosurie.
L’idée de Banting du 30 octobre impliquait la ligature des canaux pancréatiques d’un chien et l’extraction et l’isolement des sécrétions produites après l’atrophie des cellules acini. Best et lui ont commencé cette expérience, mais ils ont constaté qu’il était difficile de maintenir en vie des chiens dépancréatisés et ligaturés suffisamment longtemps pour effectuer des tests. Après un été marqué par de nombreux revers et échecs, l’équipe a cependant annoncé à l’automne qu’elle parvenait à maintenir en vie un chien gravement diabétique grâce à des injections d’un extrait de pancréas ligaturé et préparé, selon les instructions de Macleod, dans une solution saline. De façon étonnante, cet extrait abaissait de façon spectaculaire le taux de sucre dans le sang des chiens expérimentaux diabétiques.
Les résultats sont présentés et les tensions commencent
Le 30 décembre 1921, Macleod, Banting et Best présentent leurs résultats à la conférence de la Société américaine de physiologie, à l’Université de Yale. Banting, par nervosité et inexpérience, n’a pas fait un bon travail de présentation, et l’auditoire a fortement critiqué les résultats présentés. Macleod, en tant que président de la séance, s’est joint à la discussion pour tenter de sauver Banting de ces commentaires cinglants. Après ce fiasco, Banting devint convaincu que Macleod était intervenu pour lui voler le crédit, à lui et à Best, et les relations entre les deux commencèrent à se détériorer.
Purification de l’insuline et premiers tests sur l’homme
À la fin de 1921, Macleod invita James Bertram Collip (1892-1965), biochimiste au département de physiologie de l’université de Toronto, à aider Banting et Best à purifier leur extrait. Collip, un autre diplômé de l’Université de Toronto, était en congé sabbatique de l’Université de l’Alberta et, grâce à une bourse, était revenu à son alma mater. Comme le rythme des expériences s’accélérait, Banting et Best avaient besoin de grandes quantités de leur extrait, et Collip s’est mis au travail pour purifier l’extrait en vue de tests cliniques sur des humains.
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James Collip en tant qu’étudiant diplômé, vers 1914.
J. B. Collip Papers, Thomas Fisher Rare Book Library, Université de Toronto
Les premiers tests cliniques sur un patient humain ont été effectués sur un garçon de 14 ans gravement diabétique. Bien que les injections de l’extrait n’aient pas eu d’effets bénéfiques retentissants, l’équipe de Toronto a poursuivi ses expériences. Peu de temps après, Collip fait une percée dans la purification de l’extrait, en utilisant de l’alcool à une concentration légèrement supérieure à 90 % pour précipiter l’ingrédient actif (l’insuline). Dans le même temps, la tension personnelle monte entre les quatre scientifiques, Banting devenant de plus en plus amer envers Macleod et s’opposant, avec Best, à Collip dans la course à la purification de l’extrait. À la fin du mois de janvier, Collip se rend au laboratoire de Banting et Best et les informe que, bien qu’il ait découvert une méthode pour produire un extrait pur, il ne la partagera qu’avec Macleod. Seule la retenue rapide de Best a empêché Banting d’attaquer Collip. Heureusement pour l’avenir de l’insuline, un accord malaisé conclu quelques jours plus tard leur permet de continuer à travailler ensemble. Le 3 mai 1922, Macleod, représentant le groupe, annonça à la communauté médicale internationale, lors d’une réunion de l’Association des médecins américains, qu’ils avaient découvert « l’insuline » – l’agent antidiabétique.
Prix Nobel
Banting et Macleod reçurent le prix Nobel de physiologie ou de médecine de 1923 pour la découverte de l’insuline. Le fait que le comité Nobel n’ait choisi que Banting et Macleod pour le prix a suscité davantage d’animosité. Banting, outré que Macleod ait été choisi pour partager le prix avec lui, annonce immédiatement qu’il va partager ses gains avec Best. Macleod, peut-être en réaction au geste de Banting, annonce qu’il partagera lui aussi son prix avec Collip. À la fin de 1923, l’insuline est produite commercialement depuis un an dans les laboratoires d’Eli Lilly and Company à Indianapolis. Les patients diabétiques qui recevaient des injections d’insuline sortaient du coma, recommençaient à manger des glucides (avec modération) et se rendaient compte qu’on leur avait donné un nouveau souffle de vie.
Les informations contenues dans cette biographie ont été mises à jour pour la dernière fois le 1er décembre 2017.
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