Az 1920-as évek elején Frederick Banting és Charles Best John Macleod irányításával a Torontói Egyetemen felfedezte az inzulint. James Collip segítségével tisztították meg az inzulint, így az elérhetővé vált a cukorbetegség sikeres kezelésére. Banting és Macleod 1923-ban Nobel-díjat érdemelt ki munkájukért.
A 20. század fordulóján a szigorú, kalóriaszegény, szénhidrátmentes diéta volt a cukorbetegség egyetlen hatékony kezelése. De ennek a módszernek – a táplálékbevitel néha napi 500 kalóriát is elérte – megvoltak a maga következményei, mivel a lassú éhezés, akárcsak a cukorbetegség, elszívta a betegek erejét és energiáját, és félig rokkantakká tette őket. A diétás kezelés a páciensek részéről is rendkívüli akaraterőt igényelt, és csak nagyon kevesen voltak képesek hosszú távon fenntartani az alacsony kalóriatartalmú diétát. 1921-ben a Torontói Egyetem kutatói olyan kísérletsorozatba kezdtek, amely végül az inzulin – a szénhidrátok metabolizálásához nélkülözhetetlen hasnyálmirigy-hormon – izolálásához és kereskedelmi előállításához, valamint a cukorbetegség sikeres kezeléséhez vezetett.
Az inzulin felfedezésének előkészítése
A hasnyálmirigy-váladék és a cukorbetegség közötti kapcsolatot először 1889-ben mutatta ki a Strasbourgi Egyetem két német fiziológusa, Oskar Minkowski és Joseph von Mering. Miközben a hasnyálmirigy váladékának a zsíranyagcserére gyakorolt hatását vizsgálták, egy laboratóriumi kutyán teljes hasnyálmirigy-eltávolítást végeztek, és ekkor fedezték fel, hogy az állatban a cukorbetegségtől megkülönböztethetetlen betegség alakult ki. Húsz évvel korábban egy német orvostanhallgató, Paul Langerhans két sejtrendszert fedezett fel a hasnyálmirigyben: az acinusokat, amelyekről tudta, hogy a hasnyálmirigy emésztési váladékát termelik, és egy másik rendszert, amelynek működését nem ismerte. Ezek a sejtek Langerhans számára úgy tűntek, mint apró sejtcsoportok vagy szigetek, amelyek a pattanások között lebegnek. 1901-ben Eugene Opie, a Johns Hopkins Egyetem amerikai patológusa összefüggést állapított meg e sejtek – amelyeket “Langerhans-szigeteknek” nevezett el – degenerációja és a cukorbetegség kialakulása között. Ezeknek és sok más kutatónak a kísérleti erőfeszítései révén a 20. század első évtizedeiben megteremtődtek a feltételek az inzulin – a Langerhans-szigetek hormonális antidiabetikus szekréciójának – felfedezéséhez.
Frederick Banting
1920-ban Frederick Grant Banting (1891-1941) sebész volt, aki a kanadai Ontario államban, Londonban vezetett egy csődbe jutott rendelőt. Az Ontario állambeli Allistonból származó metodista farmerek legkisebb fia, Banting majdnem belépett a metodista lelkészi pályára, de az utolsó pillanatban úgy döntött, hogy hivatása az orvoslásban rejlik. Az első világháború lerövidítette ötéves orvosi tanulmányait a Torontói Egyetemen: osztálya 1916 nyarán végezte el a teljes ötödik évet, és miután megkapták sietős diplomájukat, elmentek a háborúba. Banting zászlóaljorvosként szolgált a kanadai hadsereg egészségügyi alakulatában; 1919-ben tért vissza Torontóba, miután srapneltől a karján megsebesült. Sebésznek képezte magát a torontói Hospital of Sick Children kórházban, majd úgy döntött, hogy sebészként nyit egy kis praxist az Ontario állambeli Londonban. Sajnos a praxisából származó jövedelme csekély volt, így kénytelen volt a helyi orvosi iskolában demonstrátori állást vállalni. Ebben a minőségében Banting 1920. október 30-án előadásra készült a hasnyálmirigy működéséről. Megállt az orvosi iskola könyvtárában, ahol elővette a Surgery, Gynecology and Obstetrics legújabb számát, és elolvasta a “The Relation of the Islets of Langerhans to Diabetes, with Special Reference to Cases of Pancreatic Lithiasis.”
Banting Approaches John Macleod
A cikk elolvasása után a hasnyálmirigy váladékáról gondolkodva Banting feljegyezte egy előzetes kísérlet ötletét, hogy tovább vizsgálja a hasnyálmirigy váladék és a cukorbetegség közötti kapcsolatot. November 7-én egy kollégája tanácsára Banting felhívta ötletét John James Rickard Macleod (1876-1935) skót fiziológus, a szénhidrát-anyagcsere szakértőjének figyelmét alma materében, a Torontói Egyetemen.
macleod.jpg
John Macleod 1923-ban.
C. H. Best Papers, Thomas Fisher Rare Book Library, University of Toronto
Macleod, egy lelkész fia, orvosi képzését az Aberdeeni Egyetemen, biokémiai képzését pedig a Lipcsei Egyetemen kapta. 1903-ban Macleod az Egyesült Államokba emigrált, hogy az Ohio állambeli Clevelandben a Western Reserve University (ma Case Western Reserve University) fiziológia professzori állását foglalja el. A Westernnél eltöltött 15 év után Macleod elfogadta a Torontói Egyetem professzori állását, ahol a légzéssel kapcsolatos kutatásokat végzett.
Macleod pályafutása korábbi szakaszában egy sor tanulmányt publikált a glikozuriáról, vagyis a cukor jelenlétéről a vizeletben (a cukorbetegség gyakori jele). Mint a téma szakirodalmát ismerő tudós, nem volt lenyűgözve Banting diabétesszel és a hasnyálmiriggyel kapcsolatos ismereteinek körétől, és szkeptikus volt Banting ötletének megalapozottságát illetően. Macleod azonban úgy döntött, hogy a tanév végén két hónapra laboratóriumi helyet, egy asszisztenst és néhány kísérleti kutyát ad neki.
Kísérletek megkezdése
Banting és asszisztense, Charles Herbert Best (1899-1978) 1921 májusában kezdték meg kísérleteiket. Best, kanadai szülők amerikai fia, éppen akkor fejezte be a Torontói Egyetemen fiziológiából és biokémiából szerzett alapdiplomáját, és Macleod, korábbi tanára vette fel kutatási asszisztensnek. Macleod Banting mellé osztotta be, és a 29 éves sebész és a 22 éves asszisztens megkezdte közös munkáját.
bio_banting_best.jpg
Frederick Banting és Charles Best a Torontói Egyetem orvosi épületének tetején 1922-ben. Kutyákat használtak kísérleti alanyként az inzulinkísérletekhez.
F. G. Banting Papers, Thomas Fisher Rare Book Library, University of Toronto
Az időzítés és a szerencse kombinációja tette lehetővé, hogy a torontói kutatók elsőként jelenthessék be az inzulin felfedezését. A németországi és magyarországi tudósok már nagyon közel jártak a tiszta inzulin megtalálásához, de a pénzhiány és az első világháború pusztítása megállította a fejlődésüket. A korábbi kutatók nyomdokain haladva Banting és Best a diabéteszt kezdték tanulmányozni a ductusligálás – a hasnyálmirigy-járat összekötése a vékonybéllel – és a pancreatectomia, vagyis a hasnyálmirigy teljes sebészi eltávolítása kísérleti kombinációjával. A csatornalekötés az emésztőnedvet termelő acini sejtek elsorvadását szolgálta, és csak a Langerhans-sziget sejtjei maradtak meg. A csatornaligált kutyáknál, mint kiderült, nem alakult ki cukorbetegség. A hasnyálmirigy-eltávolítás volt a cukorbetegség előidézésének módszere: amikor az összes hasnyálmirigy-szövetet eltávolították, a kísérleti kutyák azonnal a glikozuria jeleit mutatták.
Banting október 30-i ötlete a kutya hasnyálmirigy-járatainak lekötését, valamint az acini-sejtek sorvadása után termelődő váladékok kivonását és izolálását jelentette. Ő és Best elkezdték ezt a kísérletet, csakhogy rájöttek, hogy a csatornaligált, depancreatizált kutyákat nehéz elég sokáig életben tartani ahhoz, hogy bármilyen vizsgálatot el lehessen végezni. A sok kudarccal és kudarccal teli nyár után azonban a csapat ősszel arról számolt be, hogy egy súlyosan cukorbeteg kutyát életben tartottak a csatornalevágott hasnyálmirigyből készült és Macleod utasításai szerint sóoldatban elkészített kivonat injekcióival. Meglepő módon ez a kivonat drámaian csökkentette a cukorbeteg kísérleti kutyák vércukorszintjét.
Az eredmények bemutatása és a feszültségek kezdete
1921. december 30-án Macleod, Banting és Best bemutatták eredményeiket az Amerikai Fiziológiai Társaság konferenciáján, a Yale Egyetemen. Banting idegességből és tapasztalatlanságból rosszul adta elő a dolgozatot, és a közönség erősen kritizálta a bemutatott eredményeket. Macleod az ülésszak elnökeként bekapcsolódott a vitába, és megpróbálta megmenteni Bantingot a fanyalgó kommentároktól. E fiaskó után Banting meg volt győződve arról, hogy Macleod azért lépett közbe, hogy ellopja tőle és Besttől a dicsőséget, és a kettejük közötti viszony kezdett megromlani.
Az inzulin tisztítása és az első emberi kísérletek
1921 végén Macleod felkérte James Bertram Collipet (1892-1965), a Torontói Egyetem fiziológiai tanszékének biokémikusát, hogy segítsen Bantingnak és Bestnek a kivonat tisztításában. Collip, aki szintén a Torontói Egyetemen végzett, az Albertai Egyetemen töltötte szabadságát, és egy ösztöndíjjal támogatva tért vissza alma materébe. Mivel a kísérleti tempó felgyorsult, Bantingnak és Bestnek nagy mennyiségű kivonatra volt szüksége, és Collip nekilátott a kivonat tisztításának az embereken végzett klinikai teszteléshez.
collip.jpg
James Collip mint végzős diák, 1914 körül.
J. B. Collip Papers, Thomas Fisher Rare Book Library, University of Toronto
Az első, emberen végzett klinikai vizsgálatokat egy súlyosan cukorbeteg 14 éves fiún végezték. Bár a kivonat injekcióinak nem volt átütően jótékony hatása, a torontói csapat folytatta a kísérletezést. Nem sokkal később Collip áttörést ért el a kivonat tisztításában: valamivel több mint 90 százalékos koncentrációjú alkohollal kicsapta a hatóanyagot (inzulin). Ezzel egyidejűleg azonban a négy tudós között egyre nőtt a személyes feszültség, mivel Banting egyre keserűbb lett Macleoddal szemben, és magát és Bestet szembeállította Collip-pal a kivonat megtisztításáért folytatott versenyben. Január végén Collip eljött Banting és Best laboratóriumába, és közölte velük, hogy bár felfedezett egy módszert a tiszta kivonat előállítására, azt csak Macleoddal osztja meg. Csak Best gyors visszafogottsága akadályozta meg Bantingot abban, hogy megtámadja Collipot. Az inzulin jövője szempontjából szerencsére egy néhány nappal később kötött kényelmetlen megállapodás lehetővé tette, hogy továbbra is együtt dolgozzanak. 1922. május 3-án Macleod a csoport képviseletében az Amerikai Orvosok Szövetségének ülésén bejelentette a nemzetközi orvostársadalomnak, hogy felfedezték az “inzulint” – a cukorbetegség elleni hatóanyagot.
Nobel-díj
Banting és Macleod az inzulin felfedezéséért 1923-ban megkapta az élettani vagy orvosi Nobel-díjat. Az, hogy a Nobel-bizottság csak Bantingot és Macleodot választotta a díjra, még több ellenségeskedést váltott ki. Banting, felháborodva azon, hogy Macleodot választották ki, hogy megossza vele a díjat, azonnal bejelentette, hogy nyereményét megosztja Besttel. Macleod, talán Banting gesztusára reagálva, bejelentette, hogy ő is megosztja a díját Collippel. 1923 végére az inzulin már egy éve kereskedelmi forgalomban volt az Eli Lilly and Company indianapolisi laboratóriumaiban. Azok a cukorbetegek, akik inzulininjekciót kaptak, felgyógyultak a kómából, újra elkezdtek szénhidrátot enni (mértékkel), és rájöttek, hogy új életet kaptak.
Az ebben az életrajzban szereplő információkat utoljára 2017. december 1-jén frissítették.
MentésMentés